بررسي ماده جديد غلاف براي رآكتور NuScale بر مبناي خواص نوترونيكي و ترمومكانيكي با استفاده از غلاف ‌هاي Zircaloy 4، E110، M5 و FeCrAl

غلاف سوخت ‌هاي هسته‌اي يكي از مهم‌ترين اجزا رآكتور هسته‌اي محسوب مي‌شود. اين غلاف‌ها از آلياژ زيركونيم ساخته مي‌شوند؛ اما اين آلياژ خواص ترمومكانيكي چندان مناسبي ندارند؛ لذا در اين پژوهش سعي شده با تغيير مواد غلاف به‌كاررفته در رآكتور NuScale به يك غلاف با خواص نوترونيكي و ترمومكانيكي مناسب دست پيدا شود. تغيير در مواد به‌كاررفته در قلب رآكتور موجب تغيير در ضريب تكثير مؤثر و طول بازه سوخت‌گذاري مي‌گردد. در اين پژوهش با شبيه‌سازي رآكتور NuScale كه از غلاف M5 بهره مي‌برد به‌عنوان رآكتور معيار و هم‌­چنين شبيه‌سازي اين رآكتور همراه تغيير غلاف با سه نوع ديگر آلياژهاي رايج كه دو نوع آن آلياژ زيركونيم و يك نوع آن آلياژ FeCrAl است، ضريب تكثير مؤثر و طول دوره سوخت‌گذاري به‌عنوان مهم‌ترين نتايج نوترونيكي به دست آورده شد. نتايج نشان داد كه اين آلياژهاي زيركونيمي با خواص ترمومكانيكي مختلف، تفاوت چنداني در مبحث نوترونيك قلب ندارند؛ ولي آلياژ FeCrAl با داشتن خواص ترمومكانيكي عالي تأثير منفي بر ضريب تكثير مؤثر و طول دوره سوخت‌گذاري دارد. در نهايت به ‌منظور جبران تأثير منفي آلياژ FeCrAl بر خواص نوترونيك دو راهكار استفاده شد كه راهكار استفاده از FeCrAl به‌عنوان پوشش بر يك غلاف زيركونيمي نتايج نوترونيكي خيلي خوبي را نشان داد.