熱管堆固態(tài)堆芯具有高固有安全性、緊湊、體積小和高運行溫度等特點，但長期處于高溫、強輻照環(huán)境下其部件材料會出現(xiàn)輻照變形、蠕變等力學(xué)行為，影響傳熱和力學(xué)性能。因此基于COMSOL軟件建立了熱管堆固態(tài)堆芯燃料輻照-熱-力耦合分析模型，考慮了部件變形和材料物性變化等因素，探究了固態(tài)堆芯燃料長期運行下的復(fù)雜行為。

研究結(jié)果表明固態(tài)堆芯外側(cè)燃料芯塊周圍缺少熱管會導(dǎo)致溫度上升，且受局部溫度分布不均勻影響，堆芯最高應(yīng)力出現(xiàn)在該區(qū)域。固態(tài)堆芯穩(wěn)定運行5年時，基體與包殼隨包殼距基體中心的距離由大到小的順序開始發(fā)生接觸，且完全接觸后會造成接觸應(yīng)力的增加。固態(tài)堆芯運行過程中芯塊溫度整體呈上升趨勢，當(dāng)基體-包殼完全接觸后，基體蠕變導(dǎo)致向外變形增加，芯塊溫度上升明顯。固態(tài)堆芯最大蠕變出現(xiàn)在溫度較高的燃料包殼，隨著服役時間增加，蠕變應(yīng)變增加，失效風(fēng)險上升。本研究為熱管堆固態(tài)堆芯燃料的長期運行提供了理論依據(jù)，對熱管堆堆芯設(shè)計和安全評價具有指導(dǎo)意義。

2024年第7期封面圖