DRACCAR

Kod DRACCAR jest nowym/nowoczesnym kodem mechanicznym modelującym efekty 3D w przypadku wystąpienia awarii LOCA (loss of coolant accident) oraz w czasie jej trwania w Reaktorach Jądrowych - rozwijanym przez IRSN (Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety).

Kod ten ma możliwości modelowania zachowania różnego rodzaju paliw, takich jak UO2 oraz MOX ze wszelkiego rodzaju materiałami jak koszulka (Zr-4, M5) w warunkach eksperymentalnych. Zazwyczaj układ taki wyposażony jest w kilka prętów paliwowych otoczonych osłoną jak również dla realnej kasety 17x17 jak w przypadku francuskiego rodzaju PWR.

Dzieki temu narzędziu możliwe jest również studiowanie deformowania oraz "re-floodingu" kasety paliwowej w aspekcie trójwymiarowej geometrii w czasie trwania awarii LOCA.

Kod ten został utworzony na bazie modułów obliczeniowych kodu ICARE, którego modele geometrii osiowych pokrywały większość zjawisk fizycznych które występują w czasie trwania w/w awarii LOCA: puchnięcie koszulek (pełzanie), rozerwanie, rozszczelnienie koszulki po rozerwaniu, uwolnienie gazowych produktów rozszczepienia, wymiana ciepła, utlenianie cyrkonu poprzez parę wodną oraz utlenianie koszulek wewnątrz prętów paliwowych. Wszystko to jest w pełni zaimplementowane w DRACCAR wraz z dodatkowymi zjawiskami nie uwzględnionymi w kodzie ICARE, takimi jak:  

  • uwodornianie oraz dyfuzja tlenu w warstwach metalu koszulek paliwowowych i wpływ tego na właściwości mechaniczne,

  • zmiana położenia elementów paliwa w zdeformowanych obszarach koszulek (pęcznienie) powodujące zmianę rozkładu osiowego źródeł ciepła,

  • mechaniczne interakcje zdeformowanych prętów z sąsiadującymi strukturami (pręty paliwowe, pręty kontrolne, "grid, or shroud"),

  • zginanie prętów (propagacja osiowych deformacji z tendecją do przyciągania gorących włukien koszulek bliżej paliwa, tworząc w ten sposób efekt gorącego punktu.

Modele wymiany ciepła:

  • przewodzenie ciepła w ciałach stałych,
  • konwekcyjna wymiana ciepła między płynami i ciałami stałymi,
  • wymiana ciepła poprzez promieniowanie między ciałami stałym,
  • trójwymiarowy rozkład temperatur.

Modele właściwości materiałów:

  • baza właściwości materiałów zaczerpnięta z Banku Informacji IRSN dotyczących elektrowni jądrowych,

  • prawa pełzania, wskaźniki anizotropii, kryteria integralności,

  • opisy zachowania materiałów w zadanych warunkach temperatury, ciśnienia, wypalenia, utlenienia, uwdorowania

Dodatkowe zjawiska:

  • relokacja pofragmentowanego paliwa w "spuchniętych" koszulkach (balloons):
    • model parametryczny (HALDEN) : tempo wypełniania, moment startowy, prędkość wypełniania
  • utlenianie elementów strukturowych