Study on Radial Temperature Distribution of Aluminum Dispersed Nuclear Fuels: U3O8-Al, U3Si2-Al, and UN-Al
Notice bibliographique
Résumé
The understanding of the radial distribution of temperature in a fuel pellet, under normal operation and accident conditions, is important for a safe operation of a nuclear reactor. Therefore, in this study, we have solved the steady-state heat conduction equation, to analyze the temperature profiles of a 12 mm diameter cylindrical dispersed nuclear fuels of U3O8-Al, U3Si2-Al, and UN-Al operating at 597 °C. Moreover, we have also derived the thermal conductivity correlations as a function of temperature for U3Si2, uranium mononitride (UN), and Al. To evaluate the thermal conductivity correlations of U3Si2, UN, and Al, we have used density functional theory (DFT) as incorporated in the Quantum ESPRESSO (QE) along with other codes such as Phonopy, ShengBTE, EPW (electron-phonon coupling adopting Wannier functions), and BoltzTraP (Boltzmann transport properties). However, for U3O8, we utilized the thermal conductivity correlation proposed by Pillai et al. Furthermore, the effective thermal conductivity of dispersed fuels with 5, 10, 15, 30, and 50 vol %, respectively of dispersed fuel particle densities over the temperature range of 27–627 °C was evaluated by Bruggman model. Additionally, the temperature profiles and temperature gradient profiles of the dispersed fuels were evaluated by solving the steady-state heat conduction equation by using Maple code. This study not only predicts a reduction in the centerline temperature and temperature gradient in dispersed fuels but also reveals the maximum concentration of fissile material (U3O8, U3Si2, and UN) that can be incorporated in the Al matrix without the centerline melting. Furthermore, these predictions enable the experimental scientists in selecting an appropriate dispersion fuel with a lower risk of fuel melting and fuel cracking.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».