몬테 카를로 기법을 이용한 결정립계 기포의 자유 공간으로의 연결 모사

Simulation of Interlinkage of Grain Boundary Gas Bubbles to Free Surfaces by the Monte Carlo Technique

결정립계에 존재하는 핵분열기체의 기포가 소결체의 외부와 연결되는 정도를 모사할 수 있는 방법을 개발하였다. $UO_2$ 결정립의 형상을 TKD로 취급할 때, 결정립 Corner에서 자유 공간과 연결되는 핵분열 기체의 기포 비율을 결정립 Corner에 형성된 기포 반경의 함수로서 몬테 카를로 방법을 이용하여 계산하였다. 2차원적인 분석에도 불구하고, 본 방법은 모든 기포가 자유 공간과 완전히 연결된 순간에서 예측된 핵연료 팽윤과 측정된 핵연료 팽윤이 비교적 잘 일치함을 보였다. 그러나 핵분열기체 기포가 외부와 상호 연결된 정도를 좀 더 사실적으로 모사하려면 결정립 Corner의 기포를 3차원적으로 취급해야 한다.

A method to simulate the extent of interlinkage of grain boundary gas bubbles to the free surfaces of fuel pellet was developed. With the shape of UO$_2$gain treated as tetrakaidecahedron (TKD)), the interlinked fraction of fission gas bubbles to free surfaces at grain comers was calculated as a function of the radius of grain corner bubbles by the Monte Carlo technique. In spite of two dimensional analysis, the present method shooed reasonable agreement between predicted and measured fuel swelling at the moment that complete bubble interlinkage was achieved. However, for more realistic simulation of interlinkage, grain comer bubbles should be treated three dimensionally.