A cluster dynamics study of fission gases in uranium dioxide
Description
During in-pile irradiation of nuclear fuels a lot of rare gases are produced, mainly xenon and krypton. The behaviour of these highly insoluble fission gases may lead to an additional load of the cladding, which may have detrimental safety consequences. For these reasons, fission gas behaviour (diffusion and clustering) has been extensively studied for years.In this work, we present an application of Cluster Dynamics to address the behaviour of fission gases in UO2 which simultaneously describes changes in rare gas atom and point defect concentrations in addition to the bubble size distribution. This technique, applied to Kr implanted and annealed samples, yields a precise interpretation of the release curves and helps justifying the estimation of the Kr diffusion coefficient, which is a data very difficult to obtain due to the insolubility of the gas. (author)
Abstract (French)
Le dioxyde d'uranium UO2 est le combustible nucleaire standard des reacteurs a eau pressurisee. Durant le fonctionnement du reacteur, la fission de l'uranium produit une grande variete de produits de fission, parmi lesquelles des gaz de fission (GF), principalement le xenon et le krypton. En raison de leurs proprietes, ces GF peuvent fortement impacter le comportement du combustible. C'est pourquoi la maitrise de leur comportement est un enjeu industriel majeur ayant donne lieu a de nombreux efforts de modelisation depuis plusieurs dizaines d'annees. Cette etude se base sur l'idee que la capacite predictive des modeles de gaz est limitee par une description insuffisante des defauts ponctuels et de leurs interactions avec les atomes de gaz. Dans ce contexte on applique a l'UO2 la Dynamique d'Amas, technique largement utilisee notamment pour decrire l'evolution de la concentration des defauts ponctuels et agreges dans les metaux sous irradiation. La these met l'accent sur l'interpretation d'experiences de diffusion de gaz rares implantes dans l'UO2 au moyen de la Dynamique d'Amas, en faisant appel au maximum a des resultats de modelisation atomistique pour evaluer les parametres du modele
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Additional titles
- Original title (French)
- Etude par Dynamique d'Amas de l'influence des defauts d'irradiation sur la migration des gaz de fission dans le dioxyde d'uranium
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 196 p.
- Report number
- FRCEA-TH--5708
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 48031691
- Subject category
- S11: NUCLEAR FUEL CYCLE AND FUEL MATERIALS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- DIFFUSION; FISSION PRODUCTS; KRYPTON; NUCLEAR FUELS; POINT DEFECTS; URANIUM DIOXIDE; XENON
- Descriptors DEC
- ACTINIDE COMPOUNDS; CHALCOGENIDES; CRYSTAL DEFECTS; CRYSTAL STRUCTURE; ELEMENTS; ENERGY SOURCES; FLUIDS; FUELS; GASES; ISOTOPES; MATERIALS; NONMETALS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; RADIOACTIVE MATERIALS; RARE GASES; REACTOR MATERIALS; URANIUM COMPOUNDS; URANIUM OXIDES
Optional Information
- Notes
- 296 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Also available from Bibliotheques Universitaires, Jardin du Pharo, 58 Boulevard Charles Livon, 13284 Marseille (France)