Abstract
The fission gas release model used In the SPEAR-BETA fuel performance code was modified by use of effective thermal conductivity for cracked fuel and by laking Into account axial fission-gas mixing between the fuel-clad gap and the plenum. With use of this modified model the fission gas release was analyzed under various power ramping conditions of P$_{max}$ and $\Delta$.fP. Effective fuel thermal conductivity that accounts for the effect of fuel tracking was used in calculation of the fuel temperature distribution and the Internal gas pressure under power ramping conditions. Mixing and dilution effects due to axial gas flow were also considered in computing the width and the thermal conductivity of the gap. The effect of axial gas flow w3s solved by the Crank-Nicholson method. The finite difference method was used to save running time in the calculation. The present modified fission-gas release model was validated by comparing its predicted results with experimental data from various lamping tests In the literature and calculated results with use of the models used In the SPEAR-BETA and FEMAXI-IV codes. Results obtained with use of the present modified model showed better agreement with experimental data reported in the literature than those results with use of the latter codes. The fuel centerline temperature calculated with introduction of effective thermal conductivity for centerline temperature calculated with Introduction of effective thermal conductivity for cracked fuel was 200 higher fission gas release predicted with use of the modified model was nearly 6% larger on the average than that calculated by use of the unmodified model used in the SPEAR-BETA code.e SPEAR-BETA code.e.
SPEAR-BETA코드에서 사용된 핵분열 기체 방출 모델을 핵연료와 피복관 사이의 갭(gap)과 플레넘(plenum) 사이에서 축방향 핵분열 기체 혼합과 균열된 핵연료에 대한 유효 열전도도를 사용함으로써 개량하여, P$_{max}$와$\Delta$P가 변하는 다양한 출력 감발 조건하에서 핵분열기체 방출 거동을 해석하였다. 핵연료 균열의 영향을 고려한 유효 열전도도는 핵연료의 온도 분포와 내부 기체 압력을 계산하는데 사용되었고, 축방향 기체 유동으로 인한 혼합(mixing)과 회석(dilution)효과는 갭의 폭과 열전도도를 해석하는데에 고려되었다. 축방향 기체 유동 효과를 계산하는데 있어서 계산속도를 빠르게 하기 위하여 유한차분법의 하나인 Crank-Nicholson 방법을 사용하였다. 개량된 모델은 다양한 출력 감발 조건하에서 얻어진 실험 자료들과 SPEAR-BETA와 FEMAXl-IV 코드들에서 사용되는 모델들로부터 얻은 결과들을 비교함으로써 검증하였다. 개량된 모델의 결과는 위의 두 코드로부터 얻은 결과 보다는 실험자료들과 잘 일치하였다. 균열된 핵연료에 대해 유효 열전도도를 사용하여 계산한 핵연료의 중심 온도는 균열되지 않은 핵연료의 경우에 비해 20$0^{\circ}C$ 정도보다 높은 값을 나타냈고, 개량된 핵분열 기체 생성물의 분율은 SPEAR-BETA코드에서 얻은 값보다 평균 6% 정도가 높게 나타났다.평균 6% 정도가 높게 나타났다.다.