Подход к расчётной оценке температур ликвидус и солидус для модели кориума (U, Zr)
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2026-1-102-108Ключевые слова:
температура ликвидус, температура солидус, энергия Гиббса, метод CALPHAD, тяжёлые аварии, кориумАннотация
Представлен подход, позволяющий рассчитывать температуры ликвидус и солидус в модели кориума, основанный на методе CALPHAD (CALculation PHAse Diagrams). В качестве модельного кориума рассмотрена бинарная система, включающая основные химические элементы расплава активной зоны водо-водяных энергетических реакторов U и Zr. Термодинамическое описание системы и набор её параметров взяты из открытых литературных источников. Температуры ликвидус и солидус кориума, полученные в результате расчётов с использованием разработанного подхода, находятся в хорошем согласии с расчётами по термодинамическому коду Thermo‑Calc. Предложенный подход может быть использован для уточнения оценки температур ликвидус и солидус кориума с различным отношением U/Zr в интегральных расчётных кодах при анализе тяжёлых аварий на АЭС с ВВЭР.
Библиографические ссылки
1. Lukas H.L., Fries S.G., Sundman B. Computational Thermodynamics. The Calphad Method. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.
2. Redlich O., Kister A.T. Algebraic Representation of Thermodynamic Properties and the Classification of Solutions // Industrial and Eng. Chem. 1948. V. 40(2). Pp. 345—348.
3. Chevalier P.-Y., Fischer E., Cheynet B. Progress in the Thermodynamic Modelling of the O–U–Zr Ternary System // Cheminform. 2004. V. 28(1). Pp. 15—40.
4. Kurata M. Thermodynamic Database on U–Pu–Zr–Np–Am–Fe Alloy System I – Re-evaluation of U–Pu–Zr Alloy System // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2010. V. 9. P. 012022.
5. Xiong W., Xie W., Shen C., Morgan D. Thermodynamic Modeling of the U–Zr System – a Revisit // J. Nucl. Mater. 2013. V. 443(1—3). Pp. 331—341.
6. Jiang Y., He Y., Zheng W., Zhang J, Zhang D., Lu X. Thermodynamic Analysis for Molten Corium Stratification with U–Zr–O–Fe Database // J. Nucl. Mater. 2023. V. 574. P. 154180.
7. Асмолов В. Г. и др. Исследование взаимодействия оксидного расплава и стали в корпусе ВВЭР-1000 при тяжелой аварии // Атомная энергия. 2008. Т. 104. №. 4. С. 208—211.
8. Release Notes: Thermo-calc Software Package and Databases Version 2025b [Электрон. ресурс] https://thermocalc.com/wp-content/uploads/Documentation/Release_Notes/2025b-thermo-calc-release-notes.pdf (дата обращения 20.07.2025).
9. Shuang-Lin C., Kuo-Chih C., Chang Y.A. On a New Strategy for Phase Diagram Calculation 1. Basic Principles // Calphad. 1993. V. 17(3). Pp. 237—250.
10. Bolshov L.A., Dolganov K.S., Kiselev A.E., Strizhov V.F. Results of SOCRAT Code Development, Validation and Applications for NPP Safety Assessment under Severe Accidents // Nuclear Eng. and Design. 2019. V. 341. Pp. 326—345.
---
Для цитирования: Муратов Е.Т. Подход к расчётной оценке температур ликвидус и солидус для модели кориума (U, Zr) // Вестник МЭИ. 2026. № 1. С. 102—108. DOI: 10.24160/1993-6982-2026-1-102-108.
#
1. Lukas H.L., Fries S.G., Sundman B. Computational Thermodynamics. The Calphad Method. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.
2. Redlich O., Kister A.T. Algebraic Representation of Thermodynamic Properties and the Classification of Solutions. Industrial and Eng. Chem. 1948;40(2):345—348.
3. Chevalier P.-Y., Fischer E., Cheynet B. Progress in the Thermodynamic Modelling of the O–U–Zr Ternary System. Cheminform. 2004;28(1):15—40.
4. Kurata M. Thermodynamic Database on U–Pu–Zr–Np–Am–Fe Alloy System I – Re-evaluation of U–Pu–Zr Alloy System. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2010;9:012022.
5. Xiong W., Xie W., Shen C., Morgan D. Thermodynamic Modeling of the U–Zr System – a Revisit. J. Nucl. Mater. 2013;443(1—3):331—341.
6. Jiang Y., He Y., Zheng W., Zhang J, Zhang D., Lu X. Thermodynamic Analysis for Molten Corium Stratification with U–Zr–O–Fe Database. J. Nucl. Mater. 2023;574:154180.
7. Asmolov V. G. i dr. Issledovanie Vzaimodeystviya Oksidnogo Rasplava i Stali v Korpuse VVER-1000 pri Tyazheloy Avarii. Atomnaya Energiya. 2008;104;4:208—211. (in Russian).
8. Release Notes: Thermo-calc Software Package and Databases Version 2025b [Elektron. Resurs] https://thermocalc.com/wp-content/uploads/Documentation/Release_Notes/2025b-thermo-calc-release-notes.pdf (Data Obrashcheniya 20.07.2025).
9. Shuang-Lin C., Kuo-Chih C., Chang Y.A. On a New Strategy for Phase Diagram Calculation 1. Basic Principles. Calphad. 1993;17(3):237—250.
10. Bolshov L.A., Dolganov K.S., Kiselev A.E., Strizhov V.F. Results of SOCRAT Code Development, Validation and Applications for NPP Safety Assessment under Severe Accidents. Nuclear Eng. and Design. 2019;341:326—345
---
For citation: Muratov E.T. Computational Estimation of the Liquidus and Solidus Temperatures for a Corium (U, Zr) Model. Bulletin of MPEI. 2026;1:102—108. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2026-1-102-108
