基于多物理场耦合的U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>燃料与双层SiC包壳组合的轻水堆燃料性能分析
来源：核动力工程杂志2022年第1期北京时间：
作者：尹春雨, 刘荣, 焦拥军, 邱晨杰, 刘振海, 秋博文, 高士鑫, 邢硕
单位：1.中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；2.华南理工大学电力学院，广州，510640；
摘要：基于COMSOL平台开发了一套基于多物理场全耦合的燃料性能分析程序，并通过径向功率分布模型对比验证了该程序的正确性与准确性；然后进一步分析了U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>燃料与双层SiC包壳组合、U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>燃料与锆合金包壳组合在反应堆正常运行工况下的性能，并与UO<sub>2</sub>燃料与锆合金的组合进行了对比分析。计算结果发现U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>燃料与锆合金包壳组合相比UO<sub>2</sub>燃料与锆合金的组合具有更低的燃料中心温度、裂变气体释放量及内压，但气隙闭合时间会提前；而U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>燃料与双层SiC包壳的组合相比U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>燃料与锆合金的组合具有更高的燃料中心温度、更大的裂变气体释放量及内压，且随着燃耗的增加，其燃料中心温度大幅增加，与锆合金包壳相比，双层SiC包壳能够有效延迟气隙闭合，缓解燃料与包壳的力学相互作用。
关键词：U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>燃料, 双层SiC包壳, 多物理场, 燃料性能
基金资助：国家自然科学基金（11805070）；广东省基础与应用基础研究基金（2020A1515010648）
