日前，俄羅斯TVEL核燃料公司下屬博奇瓦爾無機材料研究所(VNIINM)利用數(shù)字孿生技術開發(fā)出基于碳化硅的復合燃料包殼。
碳化硅包殼事故容錯燃料可完全消除蒸汽-鋯反應的風險。但該材料難以預測且易碎，無法使用金屬技術制造燃料管。鑒于此，博奇瓦爾無機材料研究所提出了另一種方法，即用碳化硅纖維編織框架，并用基于相同碳化硅的基質材料浸透。該研究所利用數(shù)字孿生技術對帶有復合包殼的燃料性能進行數(shù)值建模。該技術可有效減少實驗次數(shù)，并通過計算模擬確定最佳編織纏繞角度等參數(shù)。
目前，碳化硅包殼開發(fā)人員正致力于解決運行過程中燃料棒氣密性問題。其中一個設想是在標準E110合金的基礎上增加一層中間金屬內襯。數(shù)字孿生技術將有助于計算內襯厚度。
2014年，博奇瓦爾無機材料研究所啟動復合燃料包殼開發(fā)工作。截至2023年底，已制造出55個樣品，包括11種類型的氣密殼管，長度達500mm，具有不同的編織結構、框架壓實方法以及碳化硅基體和相間層的沉積模式。
