Wissenschaftliche Berichte - FZKA 5841

INCREASE OF VOLUME SWELLING BY A TEMPERATURE GRADIENT

Compact

The temperature gradient in the cladding of a Fast Reactor fuel pin leads to increased dilatation compared to material irradiations. Investigations of a specially designed fuel pin reached the conclusion that the cause is enhanced volume swelling. It is induced by He-bubbles, which migrate upwards the temperature gradient and coalesce. The critical size of nuclei for void swelling is thus reached much faster. Consequently, the pin deformation is larger than expected from materials irradiations, in the present case (DIN 1.4981 sa) by about 50%.

Verstärkung des Porenschwellens durch einen Temperaturgradienten

Zusammenfassung

Der Temperaturgradient in der Hüllwand eines Brennstabs von Schnellen Brutreaktoren führt zu einer Vergrößerung der Hüllaufweitung verglichen mit Materialbestrahlungen.

Untersuchungen an einem dafür speziell gestalteten Brennstab führten zu dem Schluß, daß die Ursache hierzu verstärktes Porenschwellen ist. Dieses wird durch Heliumbläschen herbei geführt, welche im Temperaturgradienten wandern und durch Koaleszenz wachsen können. Somit wird der kritische Porenkeimradius schneller erreicht, als ohne Gradienten. Folglich ergibt sich hier eine größere Hüllaufweitung als man aus Materialbestrahlungen erwarten konnte, beim vorliegenden Material (DIN 1.4981 lg) um etwa 50%.