kth.sePublikationer KTH
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Temperature-dependent thermal conductivity and fuel performance of UN-UO2 and UN-X-UO2 (X=Mo, W) composite nuclear fuels by finite element modeling
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Fysik, Kärnvetenskap och kärnteknik.ORCID-id: 0000-0003-3414-8911
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Fysik, Kärnvetenskap och kärnteknik. Westinghouse Elect Sweden AB, S-72163 Västerås, Sweden..ORCID-id: 0000-0003-1628-3001
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Fysik, Kärnvetenskap och kärnteknik.
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Fysik, Kärnvetenskap och kärnteknik.ORCID-id: 0000-0002-2381-3309
2024 (Engelska)Ingår i: Journal of Materiomics, ISSN 2352-8478, E-ISSN 2352-8486, Vol. 10, nr 4, s. 937-946Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The temperature-dependent effective thermal conductivity of UN-X-UO2 (X = Mo, W) nuclear fuel composite was estimated. Following the experimental design, the thermal conductivity was calculated using Finite Element Modeling (FEM), and compared with analytical models for 10%, 30%, 50%, and 70% (in mass) uncoated/coated UN microspheres in a UO2 matrix. The FEM results show an increase in the fuel thermal conductivity as the mass fraction of the UN microspheres increases from 1.2 to 4.6 times the UO2 reference at 2,000 K. The results from analytical models agree with the thermal conductivity estimated by FEM. The results also show that Mo and W coatings have similar thermal behaviors, and the coating thickness influences the thermal conductivity of the composite. At higher weight fractions, the thermal conductivity of the fuel composite at room temperature is substantially influenced by the high thermal conductivity coatings approaching that of UN. Thereafter, the thermal conductivity from FEM was used in the fuel thermal performance evaluation during LWR normal operation to calculate the maximum centerline temperature. The results show a significant decrease in the fuel maximum centerline temperature ranging from -94 K for 10% UN to -414 K for 70% (in mass) UN compared to UO2 under the same operating conditions.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier BV , 2024. Vol. 10, nr 4, s. 937-946
Nyckelord [en]
Accident tolerant fuel, UN-X-UO 2, Composite nuclear fuel, Thermal conductivity, Finite element modeling, Thermal performance
Nationell ämneskategori
Materialteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-348594DOI: 10.1016/j.jmat.2024.02.007ISI: 001244283600001Scopus ID: 2-s2.0-85189951186OAI: oai:DiVA.org:kth-348594DiVA, id: diva2:1877795
Anmärkning

QC 20240626

Tillgänglig från: 2024-06-26 Skapad: 2024-06-26 Senast uppdaterad: 2024-06-26Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Sweidan, FarisCosta, Diogo RibeiroLiu, HuanOlsson, Pär

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Sweidan, FarisCosta, Diogo RibeiroLiu, HuanOlsson, Pär
Av organisationen
Kärnvetenskap och kärnteknik
I samma tidskrift
Journal of Materiomics
Materialteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 181 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf