Radiation-induced thermal conductivity degradation modeling of zirconium

최상일; 김현명; 유승환

doi:10.1016/j.net.2023.11.031

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최상일 (한국원자력연구원) 김현명 (한국원자력연구원) 유승환 (한국원자력연구원)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.4

발행연도: 2024.4

수록면: 1,277 - 1,283 (7page)

DOI: 10.1016/j.net.2023.11.031

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This study presents a radiation-induced thermal conductivity degradation (TCD) model of zirconium as compared to the conventional UO2 TCD model. We derived the governing factors of the radiation-induced TCD model, such as maximum TCD value and temperature range of TCD. The maximum TCD value was derived by two methods, in which 1) experimental result of 32 % TCD was directly utilized as the maximum TCD value and 2) a theoretical approach based on dislocation was applied to derive the maximum TCD value. Further, the temperature range of TCD was determined to be 437–837 K by 1) experimental results of post-annealing of irradiation hardening as compared to 2) the rate theory and thermal equilibrium. Consequently, the radiationinduced TCD model of zirconium was derived to be fr= 1 0.32 1+exp {(T 637)/45} . Because the thermal conductivity of zirconium is one of the factors determining the storage and transport system, this newly proposed model could improve the safety analysis of spent fuel storage systems.

#Zirconium #Cladding #Thermal conductivity #Degradation #Radiation damage #Rate theory

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