近日，美国通用原子能电磁系统公司(GA-EMS)宣布已完成4个单独性能模型的初步开发，以支持SiGA碳化硅复合核燃料包壳技术。
此前，GA-EMS与美国能源部(DOE)签订了为期30个月的合同，为核级SiGA材料提供单独的模型。该模型具有建模和仿真功能，旨在加快当前和下一代反应堆材料的核燃料鉴定和许可流程。
SiGA是一种碳化硅(SiC)复合材料，因硬度高、耐高温等特点，几十年来一直用于工业用途。SiGA燃料棒的耐高温性能远远超过锆合金等现有材料。
GA-EMS开发的4个单独物理信息模型捕捉到了SiGA包壳在暴露于辐照时的复杂机械响应。该公司采用了多尺度建模方法，每个模型涵盖不同的长度尺度——从基于机制的微型模型到反应堆系统级模型。未来，这些单独的模型将被组合成一个一体化模型，即数字孪生模型。
数字孪生完成后，就可以预测SiGA在堆芯中的性能，从而降低燃料开发和测试成本，并在保证安全性能的前提下，缩短该技术获得监管部门许可所需的时间。
GA-EMS通过在核燃料包壳中加入碳化硅纤维制造出碳化硅核燃料包壳管。该组合创造了一种非常坚韧耐用的工程碳化硅复合材料，可承受3800°F(2093°C)的高温，比锆合金的熔点高出约500℃。
2024年7月，通用原子能公司(GeneralAtomics)宣布已为压水堆制造出首批全长12英尺(约合3.6米)的SiGA碳化硅复合材料管。此前，该公司曾制造出6英寸(约合15厘米)长的SiGA棒材和3英尺(约合91厘米)的包壳样品，这些样品符合核级要求，并将在美国能源部爱达荷国家实验室(INL)进行辐照测试。
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