تحلیل عددی رفتار ترمومکانیکی میله سوخت (2UO) در حالت پایا با استفاده از روش المان محدود

در طراحی میله سوخت، توانایی پیش بینی قابل اطمینان از عملکرد سوخت به منظور رعایت اصول ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است. برای دستیابی به این هدف، کدهای کامپیوتری مختلفی ارایه شده اند که هر یک از آن ها از مدل های مختلف مکانیکی و روش های مختلف عددی و تحلیلی استفاده می کنند. بر همین اساس، هدف پژوهش حاضر تهیه برنامه ای کامپیوتری به زبان برنامه نویسی فرترن به منظور آنالیز مکانیکی و حرارتی میله های سوخت (2UO) با استفاده از روش های عددی، به ویژه به کارگیری اصل کار مجازی در تحلیل مکانیکی میله سوخت در شرایط پایا می باشد. برای حل معادلات به دست آمده از روش المان محدود استفاده شده است. در قسمت تحلیل مکانیکی پدیده هایی از قبیل تورم و تراکم سوخت و خزش در غلاف در نظر گرفته شده اند. سپس با پدیده های فوق و انجام تحلیل مکانیکی و حرارتی به صورت هم زمان، زمان تماس سوخت با غلاف، میزان تنش و کرنش در سوخت و غلاف، دمای مرکز سوخت، میزان رشد لایه اکسید بر روی غلاف و توزیع دمای سوخت و غلاف در طول کار راکتور در حالت پایا (در یک توان ثابت) توسط برنامه نوشته شده به دست می آیند. نتایج این برنامه با نتایج روش تحلیلی موجود در منابع صحت سنجی شده و برای راکتور VVER1000 تحلیل مکانیکی و حرارتی میله سوخت در یک بازه 1600 روزه انجام پذیرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده، قرص سوخت پس از 1250 روز با غلاف تماس پیدا می کند.