پژوهش در حرکت دسته جمعی الکترونهای آزاد در گپ سوخت هسته ای با استفاده از نظریه ترابرد الکترون

یکی از مسایل اساسی در عملکرد معمولی یک راکتور هسته ای، کنترل دمای میله سوخت می باشد. در حین عملکرد راکتور، پاره های شکافت گازی نامحلول در سوخت وارد لایه گاز بین غلاف و سوخت هسته ای می شوند و در این لایه نازک، فضای پلاسمایی با گرادیان دما و فشار نسبتا زیاد را تشکیل می دهند. مقاومت گرمایی این لایه نازک در کنترل دمای میله سوخت هسته ای اهمیت بسزایی دارد. از این رو در این رساله به بررسی تابع توزیع انرژی الکترون ها و اثر آنها در انتقال حرارت در محیط پلاسمایی لایه نازک غلاف سوخت هسته ای پرداخته ایم. همچنین در مورد تاثیر برخی از پاره های شکافت مانند گازهای نجیب و گازهای فرار که وارد لایه پلاسما می شوند بر تابع توزیع انرژی الکترون ها محاسبات دقیق انجام داده ایم در این راستا، از معادله فوکر-پلانک استفاده کردیم و تابع توزیع انرژی الکترون ها را با ارائه معادله ای پیشنهادی محاسبه نمودیم. همچنین از کد مونت کارلو geant4 برای شبیه سازی فرایند شکافت در میله سوخت هسته ای استفاده نمودیم و توزیع انرژی الکترون ها را در غلاف میله سوخت بدست آوردیم. نتایج حاصل از حل عددی معادله و کد مونت کارلو geant4 توافق رضایت بخشی را نشان می دهند. نمودارهای ترسیم شده نشان میدهند که بیشتر الکترون ها در ناحیه انرژی های کلاسیکی قرار دارند و دارای توزیع ماکسولی هستند و تعداد کمی از آنها دارای انرژی های نسبیتی هستند. لازم به ذکر است که چنین پژوهشی برای اولین بار انجام گرفته است.