A fűtőelemekkel kapcsolatos kutatások legfőbb célja a normál üzemi és az üzemzavari folyamatok mélyebb megértése. Az MTA Energiatudományi Kutatóközpontban a Paksi Atomerőműben használatos E110 és az új gyártástechnológiával előállított E110G jelű fűtőelem-burkolatok képlékenységi tulajdonságait hasonlítottuk össze. Ehhez új mérési elrendezést alkalmaztunk, amelyben több darabból (mandrelből) álló szerszámmal belülről terheltünk a burkolatmintákat, ezzel modellezve az atomerőműben előforduló mechanikai kölcsönhatást az üzemanyag-tabletta és a burkolat fala között. Alapállapotú, magas hőmérsékletű vízgőzben oxidált, hidrogénezett és hőkezelt minták képlékenységét mértük. A mérést végeselemes szimulációval egészítettük ki, melyben összefüggést találtunk a hidrogénezés mértéke és a burkolatanyagok folyási tulajdonságainak megváltozása között.

Research on the plastic properties of nuclear fuel claddings by mandrel test

In the MTA EK, the plasticity of the E110 and E110G fuel claddings, used in the Paks Nuclear Power Plant, were compared. For this purpose, a new measurement was developed, in which a sample was loaded internally by mandrels. This arrangement allowed us to model the mechanical interaction between the pellet and the surface of the fuel cladding (PCMI). Hydrogenated, heat-treated and oxidized samples were prepared for the mandrel tests. The measurement was supported by a finite element simulation, wherein a correlation was found between the amount of dissolved hydrogen and the plasticity of claddings.