[发明专利]一种分析裂变气体导致铀硅化合物核燃料膨胀行为的方法及系统

权利要求书

1.一种分析裂变气体导致铀硅化合物核燃料膨胀行为的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据铀硅裂变的实验数据结合速率理论方法，建立气泡演化速率理论模型；根据铀硅裂变的实验数据结合平均场理论，建立气泡膨胀模型；

根据气泡膨胀模型计算膨胀失控位置处气泡中所包含的裂变气体原子分数；根据气泡中所包含的裂变气体原子分数，并结合气泡演化速率理论模型计算气泡在预设时间演化后的浓度分布；

依据所述浓度分布计算膨失控位置处裂变密度和瞬时裂变速率，以及失控位置处裂变密度和气泡密度的关系；

根据得到的裂变密度和瞬时裂变速率的关系，以及裂变密度和气泡密度的关系，计算不同裂变密度下气体原子演化行为导致的燃料膨胀率。

2.根据权利要求1所述的一种分析裂变气体导致铀硅化合物核燃料膨胀行为的方法，其特征在于，所述实验数据包括气体原子和气泡的扩散参数。

3.根据权利要求1所述的一种分析裂变气体导致铀硅化合物核燃料膨胀行为的方法，其特征在于，所述气泡演化速率理论模型包括气体原子浓度、气泡浓度和气体原子数目方程：

其中，D_g是气泡扩散系数，c_g是气体原子浓度，c_b是气泡浓度，m_b是半径为r_b气泡中气体原子数目，b是气体原子重溶速率，f_n是形核因子。

4.根据权利要求3所述的一种分析裂变气体导致铀硅化合物核燃料膨胀行为的方法，其特征在于，所述浓度分布的表达式如下：

其中κ＝b₀/2βb_vD_gt，b₀为气体原子重溶系数，b_v是范德瓦尔斯常数，是裂变速率，β为每次裂变产生的气体原子数目，χ为气泡中裂变气体原子数目占总裂变气体原子数目的分数。

5.根据权利要求4所述的一种分析裂变气体导致铀硅化合物核燃料膨胀行为的方法，其特征在于，所述裂变密度和瞬时裂变速率关系的表达式如下：

其中，β_e为裂变常数，是气泡间距离和气泡直径之比，D₀是扩散常数；

所述裂变密度和气泡密度关系的表达式如下：

其中，为速率常数，N₂为膨胀点处大气泡的数目。

6.一种分析裂变气体导致铀硅化合物核燃料膨胀行为的系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的方法。