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Was ist Wärmeleitfähigkeit von Urandioxid – Definition

Die Wärmeleitfähigkeit von Urandioxid ist im Vergleich zu Metalluran, Urannitrid, Urankarbid und Zirkonium-Plattierungsmaterial sehr gering. Wärmetechnik

Wärmeleitfähigkeit von Urandioxid

Wärmeleitung - Wärmeleitfähigkeit - UrandioxidDie meisten DWR verwenden den Uranbrennstoff , der in Form von Urandioxid vorliegt . Urandioxid ist ein schwarzer halbleitender Feststoff mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit . Andererseits hat das Urandioxid einen sehr hohen Schmelzpunkt und ein bekanntes Verhalten . Das UO2 wird zu Pellets gepresst , diese Pellets werden dann in den Feststoff gesintert.

Diese Pellets werden dann in einem Brennstab (oder Brennstoff pin) geladen und eingekapselt, die aus Zirconium – Legierungen sind aufgrund seines sehr geringen Absorptionsquerschnittes (im Unterschied zu dem rostfreien Stahl). Die Oberfläche des Rohrs, die die Pellets bedeckt, wird als Brennstoffhülle bezeichnet . Brennstäbe sind Basiselement eines Brennelementes.

Die Wärmeleitfähigkeit von Urandioxid ist im Vergleich zu Metalluran, Urannitrid, Urankarbid und Zirkonium-Plattierungsmaterial sehr gering. Die Wärmeleitfähigkeit ist einer der Parameter, die die Mittellinientemperatur des Kraftstoffs bestimmen . Diese geringe Wärmeleitfähigkeit kann zu einer lokalen Überhitzung in der Kraftstoffmittellinie führen, weshalb diese Überhitzung vermieden werden muss. Eine Überhitzung des Kraftstoffs wird verhindert, indem die stationäre lineare Spitzenheizrate (LHR) oder der Wärmestrom-Heißkanalfaktor – F Q (z) beibehalten werden.unterhalb des Niveaus, bei dem das Schmelzen der Kraftstoffmittellinie auftritt. Die Expansion des Brennstoffpellets beim Schmelzen entlang der Mittellinie kann dazu führen, dass das Pellet die Ummantelung bis zum Versagen belastet.

Die Wärmeleitfähigkeit von festem UO 2 mit einer Dichte von 95% wird durch folgende Korrelation geschätzt [Klimenko; Zorin]:

Wärmeleitfähigkeit von Uran - Gleichung

mit τ = T / 1000. Die Unsicherheit dieser Korrelation beträgt + 10% im Bereich von 298,15 bis 2000 K und + 20% im Bereich von 2000 bis 3120 K.

Wärmeleitfähigkeit - Urandioxid - Diagramm

Spezialreferenz: Wärme- und Kernkraftwerke / Handbuch hrsg. von AV Klimenko und VM Zorin. MEI Press, 2003.

Spezielle Referenz: Thermophysikalische Eigenschaften von Materialien für die Kerntechnik: Ein Tutorial und eine Sammlung von Daten. IAEA-THPH, IAEA, Wien, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.

Wärmeleitfähigkeit von Nichtmetallen

Wärmeleitfähigkeit - BaustoffeFür nichtmetallische Festkörper wird k hauptsächlich durch ph bestimmt , das mit abnehmender Häufigkeit von Wechselwirkungen zwischen den Atomen und dem Gitter zunimmt. Tatsächlich ist die Gitterwärmeleitung der dominierende Wärmeleitungsmechanismus in Nichtmetallen, wenn nicht der einzige. In Festkörpern schwingen Atome um ihre Gleichgewichtspositionen (Kristallgitter). Die Schwingungen der Atome sind nicht unabhängig voneinander, sondern stark an benachbarte Atome gekoppelt. Die Regelmäßigkeit der Gitteranordnung hat einen wichtigen Einfluss auf ph bei kristallinen (gut geordneten) Materialien wie Quarzmit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als amorphe Materialien wie Glas. Bei ausreichend hohen Temperaturen k ph ∝ 1 / T.

Wärmeleitfähigkeit - FeststoffeDie Quanten des Kristallschwingungsfeldes werden als ” Phononen” bezeichnet . Ein Phonon ist eine kollektive Anregung in einer periodischen, elastischen Anordnung von Atomen oder Molekülen in kondensierter Materie wie Festkörpern und einigen Flüssigkeiten. Phononen spielen eine wichtige Rolle bei vielen physikalischen Eigenschaften von kondensierter Materie wie Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit. Tatsächlich kann für kristalline, nichtmetallische Feststoffe wie Diamant k ph ziemlich groß sein und die Werte von k überschreiten, die mit guten Leitern wie Aluminium verbunden sind. Insbesondere hat Diamant die höchste Härte und Wärmeleitfähigkeit (k = 1000 W / mK) aller Schüttgüter.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.