Microstructurally Explicit Simulation of the Transport Behavior in Uranium Dioxide
Notice bibliographique
Résumé
abstract: Fission products in nuclear fuel pellets can affect fuel performance as they change the fuel chemistry and structure. The behavior of the fission products and their release mechanisms are important to the operation of a power reactor. Research has shown that fission product release can occur through grain boundary (GB) at low burnups. Early fission gas release models, which assumed spherical grains with no effect of GB diffusion, did not capture the early stage of the release behavior well. In order to understand the phenomenon at low burnup and how it leads to the later release mechanism, a microstructurally explicit model is needed. This dissertation conducted finite element simulations of the transport behavior using 3-D microstructurally explicit models. It looks into the effects of GB character, with emphases on conditions that can lead to enhanced effective diffusion. Moreover, the relationship between temperature and fission product transport is coupled to reflect the high temperature environment.\n\nThe modeling work began with 3-D microstructure reconstruction for three uranium oxide samples with different oxygen stoichiometry: UO2.00 UO2.06 and UO2.14. The 3-D models were created based on the real microstructure of depleted UO2 samples characterized by Electron Backscattering Diffraction (EBSD) combined with serial sectioning. Mathematical equations on fission gas diffusion and heat conduction were studied and derived to simulate the fission gas transport under GB effect. Verification models showed that 2-D elements can be used to model GBs to reduce the number of elements. The effect of each variable, including fuel stoichiometry, temperature, GB diffusion, triple junction diffusion and GB thermal resistance, is verified, and they are coupled in multi-physics simulations to study the transport of fission gas at different radial location of a fuel pellet. It was demonstrated that the microstructural model can be used to incorporate the effect of different physics to study fission gas transport. The results suggested that the GB effect is the most significant at the edge of fuel pellet where the temperature is the lowest. In the high temperature region, the increase in bulk diffusivity due to excess oxygen diminished the effect of GB diffusion.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».