RU2575015C2 - Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ ее изготовления - Google Patents
Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ ее изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575015C2 RU2575015C2 RU2013152247/07A RU2013152247A RU2575015C2 RU 2575015 C2 RU2575015 C2 RU 2575015C2 RU 2013152247/07 A RU2013152247/07 A RU 2013152247/07A RU 2013152247 A RU2013152247 A RU 2013152247A RU 2575015 C2 RU2575015 C2 RU 2575015C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tablet
- metal clusters
- nuclear fuel
- temperature
- thermal conductivity
- Prior art date
Links
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title abstract description 12
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 42
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 19
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 19
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 14
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 11
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 claims description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 37
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 80
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940075613 gadolinium oxide Drugs 0.000 description 3
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002113 nanodiamond Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004660 morphological change Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- XOTGRWARRARRKM-UHFFFAOYSA-N uranium hydride Chemical compound [UH3] XOTGRWARRARRKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000439 uranium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- FMCUPJKTGNBGEC-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-triazol-4-amine Chemical compound NN1C=NN=C1 FMCUPJKTGNBGEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007891 compressed tablet Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- ZXGIFJXRQHZCGJ-UHFFFAOYSA-N erbium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Er+3].[Er+3] ZXGIFJXRQHZCGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- -1 fissile Chemical class 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к топливным элементам ядерных реакторов и их блокам, в частности к составу твердых керамических топливных элементов на основе диоксида урана. В микроструктуре таблетки ядерного топлива имеются металлокластеры в виде химических соединений U2 и U2 2+ с химической связью U-U, поры размером 1-5 мкм распределены по границам зерен, а внутри зерен расположены преимущественно поры наноразмеров. Кроме того, металлокластеры составляют от 0,01 до 2 мас. %. Способ изготовления таблетки ядерного топлива включает осаждение полиураната аммония в две стадии при разных значениях pH. Спекание осуществляют при температуре от 1600 до 2200°C в водородсодержащей среде в незначительном количестве жидкой фазы, образующейся за счет расплавления при температуре выше 1150°C металлокластеров. Технический результат - более надежная особая структура и простой состав топливной таблетки диоксида урана без инородных добавок или с незначительным их количеством, приближенной к свойствам монокристалла, имеющей повышенную теплопроводность с ростом температуры, и простой способ ее получения. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к реакторным топливным элементам и их блокам, в частности к составу твердых керамических топливных элементов на основе диоксида урана, предназначенных и обладающих свойствами, необходимыми для их использования в ядерных реакторах различного назначения.
Известна таблетка наноструктурированного ядерного топлива (варианты), которая содержит спрессованный и спеченный порошок смеси однородных по эффективному размеру и плотности частиц соединения U и наноалмаза, кроме того, она может содержать спрессованный и спеченный порошок смеси частиц соединения (U,Pu) и наноалмаза (Патент №2467411 RU, опубл. 20.11.2012).
Однако, несмотря на повышенную прочность и термостойкость известной таблетки, она имеет невысокую теплопроводность, кроме того, введение более 1% наноалмаза в UO2 или (U,Pu)O2 приводит к снижению эффективной плотности ядерного топлива и может создать аварийную ситуацию при работе реактора, т.к. при нагреве до 2000°C без доступа воздуха алмаз спонтанно переходит в графит и взрывообразно разрушается на мелкие части.
Известны таблетка ядерного топлива высокого выгорания и способ ее изготовления (варианты), в которых таблетка на основе диоксида урана содержит оксиды алюминия и кремния, равномерно распределенные по всему объему таблетки, причем по отношению к урану содержание алюминия составляет от 0,005 до 0,03 мас. %, кремния - от 0,003 до 0,02 мас. %, массовое отношение алюминия к кремнию составляет от 1,5 до 4, размер зерна диоксида урана изменяется в пределах от 20 до 45 мкм. Таблетка может дополнительно содержать оксид гадолиния, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание оксида гадолиния по отношению к урану составляет от 0,3 до 10,0 мас. % или содержать оксид эрбия, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание оксида эрбия по отношению к урану составляет от 0,3 до 0,8 мас. % (Патент №2376665 RU, опубл. 20. 12. 2009).
Однако несмотря на то что результатом известной таблетки является повышение глубины выгорания топлива при его эксплуатации до 70-100 МВт·сут/кг U, она не обладает простой структурой, составом и повышенной теплопроводностью. Кроме того, она не предназначена для использования работы реактора в маневренном режиме. Способ ее производства имеет высокую себестоимость.
Известна таблетка ядерного топлива на основе диоксида урана, содержащая спрессованный и спеченный порошок смеси диоксида урана с добавкой оксида эрбия (Er2O3), содержание которого в ядерном топливе составляет от 0,46 до 0,64 вес. % по эрбию при условной массовой доле U-235 в ядерном топливе от 2,6 до 2,8 мас. %. Причем открытая пористость спрессованной и спеченной смеси диоксида урана (UO2) с добавкой оксида эрбия не превышает 1 мас. % (Патент №2157568 RU, опубл. 10.10.2000).
Несмотря на то что добавка оксида эрбия повышает глубину выгорания топлива, она приводит к понижению теплопроводности топлива, а следовательно, к увеличению градиента температуры по радиусу таблетки и не способствует устойчивой работе реактора в маневренном режиме.
Известна топливная композиция 40 Mac. % UO2+60 Mac. % MgO с теплопроводностью 5,7 Вт/м·град. при температуре 1000°C (в ~1,5 раза выше расчетной теплопроводности) (I.S. Kurina, V.N. Lopatinsky, N.P. Yermolayev, N.N. Shevchenko. Research and Development of MgO based matrix fuel. - Proceedings of a Technical Committee meeting held in Moscow, 1-4 October 1996. IAEA-TECDOC-970, 1997, p. 169-181).
Однако известная топливная композиция UO2+MgO содержит значительное количество разбавителя - MgO (60 мас. %). В реакторах существующих типов полная загрузка топливом такого состава невозможна. Для использования в существующих быстрых или тепловых реакторах потребуется увеличение концентрации 235U в топливе UO2+MgO. Следовательно, требуются значительные экономические затраты, связанные с повышением обогащения топлива по 235U и изменением аппаратурного оформления процесса производства топлива в соответствии с ядерной безопасностью.
Известна таблетка ядерного топлива, которая является композитной и представляет собой урандиоксидную матрицу, с расположенной в ней особым образом теплопроводящей фазой. Направление теплового потока в топливе совпадает с ориентацией теплопроводной фазы. Тепло передается монокристаллическими частицами оксида бериллия игольчатой либо пластинчатой формы, размерами 40-200 мкм, оптически прозрачными, диспергированными в урандиоксидной матрице (Патент №2481657, опубл. 10.05.2013).
Однако несмотря на то что известная таблетка позволяет повысить теплопроводность ее материала, за счет композитной структуры топлива, она не обладает особой структурой, имеющей нанопоры внутри зерен и металлокластеры.
Известна таблетка ядерного топлива (варианты), содержащая спрессованный и спеченный порошок смеси однородных по плотности и эффективному размеру частиц соединения урана и углеродных каркасных структур. Вариантом является зонированная таблетка, при этом центральная цилиндрическая зона таблетки имеет более низкое, а внешняя кольцевая зона - более высокое объемное содержание углеродных каркасных структур. В частных случаях исполнения содержание углеродных каркасных структур (фуллеренов, углеродных нанотрубок, углеродных нановолокон) в порошке смеси составляет 1,5-12,5 об. % для смеси с UO2 и 1,2-10,4 об. % для смеси с UN (Патент №2469427 RU, опубл. 10.12.2012).
Однако несмотря на то что известная таблетка имеет повышенную прочность, термостойкость, замедление процессов возникновения и развития в ней трещин, снижение вероятности ее разрушения, она не обеспечивает достаточно высокую теплопроводность с повышением температур, вытекающую из ее надежной особой структуры, и простого состава диоксида урана.
Известна смоделированная композитная таблетка ядерного топлива, содержащая в своем составе до 3 мас. % частиц упорядоченного графита или карбида кремния с высокой теплопроводностью, что позволяет повысить теплопроводность таблетки. В известном техническом решении композитная гранула ядерного топлива содержит композитное тело, включающее матрицу UO2 и множество частиц высоких пропорций, диспергированных в ней, где эти частицы высоких пропорций имеют теплопроводность выше, чем таковая у матрицы UO2 (Заявка № PCT/US 2010/043307; номер международной публикации WO/2011/014476, опубл. 03.02.2011).
Однако высокотеплопроводные частицы в объеме известной таблетки представляют собой волокна длиной от 0,25 см до 1,25 см и шириной (диаметром) от 5 мкм до 15 мкм, которые при смешивании и прессовании разрушаются (разламываются, скручиваются и т.д.), теряя свою функцию повышения теплопроводности таблетки. Кроме того, введение до 3 мас. % упорядоченного графита или карбида кремния в UO2 приводит к снижению ураноемкости ядерного топлива, а добавка графита может создать аварийную ситуацию при работе реактора.
Известен метод для производства топливных гранул, топливных сборок, метод для производства тепловыделяющих сборок, и урансодержащий порошок для этого. Среди топливных стержней (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19), входящих в состав ТВС, топливные стержни (16, 17, 18) - с небольшой добавкой гадолиния, каждый из которых содержит оксид урана, имеющий степень обогащения более 5%, и композицию оксида Gd. Композиция оксида гадолиния - это оксид, содержащий гадолиний и редкоземельный элемент А, отличный от гадолиния, композиция представлена химической формулой A1-XGdXO2-0,5X или A1-XGdXO1,5X. Редкоземельный элемент А может быть церий (Се), лантан (La), эрбий (Er) или тому подобное. (Номер международной заявки PCT/JP 2009/001708, дата подачи 14.04.2009; номер международной публикации WO/2009/128250, дата публикации 22.10.2009).
Известен способ получения топливной композиции для реакторов на быстрых нейтронах, заключающийся в приготовлении растворов делящихся материалов, осаждении аммиаком, термической обработке порошка до оксидов делящихся материалов, с последующим прессованием и спеканием таблеток, в котором на стадии приготовления растворов дополнительно вводят растворы магния и железа, а железо восстанавливают до металлического состояния (Патент №2098870 RU, опубл. 10.12.1997 г.).
Однако известный способ не позволяет получить более надежную особую структуру и простой состав топливной таблетки диоксида урана, обладающей повышенной, а именно выше справочных данных, теплопроводности топлива с ростом температуры.
Известен способ получения изделий из керамики, включающий операции осаждения карбоната, гидроксида, оксалата металла и т.д. из раствора, термической обработки осадка, формования и спекания, причем нижний предел температуры термической обработки осадка ограничивается температурой перекристаллизации, т.е. морфологического изменения формы частиц (Патент №2135429 RU, опубл. 27.08.1999 г.).
Однако известный способ не позволяет получить таблетку диоксида урана, обладающую повышенной, а именно выше справочных данных, теплопроводностью топлива при увеличении температуры.
Известен способ получения таблеток ядерного топлива на основе диоксида урана, заключающийся в добавлении к исходному мелкодисперсному диоксиду урана нанодисперсного гидрида урана, тщательном перемешивании компонентов, высушивании смеси в вакууме при 300-330°C, в результате чего происходит реакция разложения гидрида урана до металла, прессовании из высушенного продукта таблеток и спекании их в динамическом вакууме при 1500-1550°C (Патент №2459289 RU, опубл. 20.08.2012).
Однако известный способ не позволяет получить надежную особую структуру таблетки топлива и простого состава диоксида урана, результат которых проявляется в повышении, а именно выше справочных данных, теплопроводности топлива с ростом температуры.
Известны модификация топливных таблеток из диоксида урана, включающая введение в стандартный порошок UO2 добавок, содержащих аммиак, и усовершенствование технологии изготовления этих таблеток, а также способ изготовления оксидных керамических материалов, включающий получение осадка, содержащего одновременно частицы разных размеров, в том числе наночастицы, с последующим прокаливанием при оптимальной температуре, прессование и спеканием (Курина И.С. Усовершенствование технологий изготовления топлива диоксида урана для улучшения эксплуатационных характеристик // Сборник материалов 1-й Всероссийской школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых по тематическому направлению деятельности национальной нанотехнологической сети «Функциональные наноматериалы для энергетики. - М.: НИЯУ МИФИ, 2011, с. 117-146).
В известной публикации описаны общие подходы модификации топливных таблеток из диоксида урана, которые без их творческой проработки не позволяют получить надежную особую структуру и простого состава таблетки топлива диоксида урана, обладающей повышенной, а именно выше справочных данных, теплопроводностью топлива с ростом температуры.
Наиболее близким техническим решением являются свойства таблетки ядерного топлива, которая является композитной и представляет собой урандиоксидную матрицу, с расположенной в ней особым образом теплопроводящей фазой из ВеО. Направление теплового потока в топливе совпадает с ориентацией теплопроводной фазы. Тепло передается диспергированными в урандиоксидной матрице оптически прозрачными монокристаллическими частицами оксида бериллия игольчатой либо пластинчатой формы, размерами 40-200 мкм, содержание которых в топливе составляет 1-10 мас. %. Расчетом показано, что при 1000°C повышение теплопроводности при содержании ВеО 3 мас. % по сравнению с топливом в виде UO2 будет не менее 21% (Патент №2481657, опубл. 10.05.2013).
Однако повышенная теплопроводность в известной таблетке достигается только при условии совпадения теплового потока с ориентацией теплопроводной фазы, чего практически невозможно добиться при изготовлении (перемешивании, прессовании) таблетки. Кроме того, изготовление такой теплопроводной фазы монокристаллического оксида бериллия является сложным объемным производством, что значительно удорожает изготовление ядерного топлива, а введение достаточно большого количества ВеО в UO2 приводит к снижению ураноемкости топлива. Кроме того, оксид бериллия является отражателем и замедлителем нейтронов и его добавка изменит физику реактора.
Наиболее близким к заявляемому способу изготовления таблетки ядерного топлива является способ изготовления изделий из оксидной керамики с повышенной теплопроводностью, включающий операции приготовления кислотного раствора, содержащего не менее одного катиона металла, в том числе делящегося, осаждения соли или гидроксида металла, термической обработки осадка при температуре не ниже температуры морфологического изменения формы частиц осадка, формования изделий и их спекания, в котором осаждение проводят двумя способами:
- гидроксид металла осаждают аммиаком в две стадии, причем pH на первой стадии ниже pH полного осаждения металла не менее чем на 0,5, а pH на второй стадии составляет 9,5-10,5;
- соль в виде оксалата металла осаждают концентрированным раствором щавелевой кислоты с избытком от стехиометрии не менее 20%.
При этом в осадке обеспечивают образование крупных частиц размером не менее 0,1 мкм и 0,05-2,0 мас. % наночастиц размером не более 30 нм (Патент №2323912 RU, опубл. 10.05.2008).
Однако известный способ не позволяет получить таблетку ядерного топлива диоксида урана без каких-либо инородных добавок с особой структурой и повышенной, а именно выше справочных данных, теплопроводностью при повышении температуры.
Задачей настоящего изобретения является разработка более надежной особой структуры и простого состава диоксида урана без инородных добавок топливной таблетки, и простого способа ее получения, результат которых проявляется в приближении к свойствам монокристалла и в повышении, а именно выше справочных данных, теплопроводности топлива с ростом температуры.
При реализации изобретения достигаются следующие технические результаты.
Предлагаемая таблетка и способы ее изготовления просты в исполнении, имеют низкую себестоимость.
Предлагаемая таблетка имеет более надежную особую структуру и простой состав диоксида урана без инородных добавок.
Предлагаемая таблетка, изготовленная предлагаемыми способами, приближена к свойствам монокристалла, практически не имеет пористости внутри зерен. Кроме того, имеет повышенную, а именно выше справочных данных, теплопроводность с ростом температуры.
Предлагаемая таблетка имеет повышенную пластичность за счет образования металлокластеров и позволяет устойчиво работать реактору в маневренном режиме.
На достижение указанных технических результатов оказывают влияние следующие существенные признаки. Поставленная задача решается тем, что в таблетке ядерного топлива с повышенной теплопроводностью, содержащей спрессованный и спеченный порошок диоксида урана, структура выполнена:
- из равномерно распределенных по границам зерен и внутри зерен пор, при этом внутри зерен расположены нанопоры размером от ≤3 до 200 нм, составляющие не менее 50% общей пористости;
- из равномерно распределенных в материале таблетки металлокластеров в виде химических соединений U2 и U2 2+, окруженных UO2, при этом общее содержание металлокластеров составляет от 0,01 до 2 мас. %.
Для получения таблетки ядерного топлива с повышенной теплопроводностью используют способ ее изготовления, включающий осаждение полиураната аммония, прокаливание, восстановление, прессование и спекание смеси порошка диоксида урана, в котором осаждение проводят одновременным сливанием растворов уранилнитрата и аммиака в пульпу при температуре 55-60°C в две стадии: на первой стадии поддерживают pH от 6,5 до 6,7, на второй стадии проводят доосаждение полиураната аммония при pH от 9,0 до 10,5, прокаливание осуществляют при температуре 600-650°C, восстановление до UO2 проводят в водороде при 680-700°C, затем проводят прессование, спекание при температуре от 1600 до 2200°C в водородно-азотной среде. Процесс спекания проводят в незначительном количестве жидкой фазы, образующейся за счет восстановления локальных участков в UO2 с образованием металлокластеров и их расплавления при температуре выше 1150°C, что позволяет сформировать особую структуру диоксида урана с наличием металлокластеров в виде химических соединений U2 и U2 2+, а также нанопор в зернах таблетки.
В варианте расширения диапазона использования способа осаждение полиураната аммония проводить одновременным сливанием азотнокислого раствора, который содержит уран и добавку металла, и раствора аммиака в пульпу при температуре 55-60°C в две стадии: на первой стадии поддерживают значение pH от 7,0 до 7,2, на второй стадии проводят доосаждение при значении pH от 8,0 до 8,5, при этом в качестве добавки в раствор использовать растворимую соль, содержащую один из катионов металла, такого как хром, олово, титан, алюминий и др.
Для получения таблетки ядерного топлива с повышенной теплопроводностью используют также способ ее изготовления, включающий введение путем механического смешивания в порошок UO2 добавки в количестве от 0,01 до 0,5 мас. %, содержащей аммиак, при этом в качестве добавки использовать: бикарбонат аммония, парафенилендиамин, триазол. При этом в процессе спекания добавка разлагается, выделяется водород, способствующий частичному восстановлению прилегающих к добавке локальных участков диоксида урана в объеме таблетки с образованием металлокластеров, которые расплавляются при температуре выше 1150°C, в результате чего спекание осуществляют в незначительном количестве жидкой фазы при температуре от 1600 до 2200°C в водородсодержащей среде.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, примерами выполнения и иллюстративным материалом, на котором:
Фиг. 1 - микроструктура предлагаемой таблетки ядерного топлива, согласно изобретению.
Фиг. 2 - микроструктура предлагаемой таблетки ядерного топлива диоксида урана с размерами пор от ≤3 до 200 нм, составляющими ≥50% всего объема пор таблетки.
Фиг. 3 - микроструктура стандартной таблетки ядерного топлива диоксида урана.
Фиг. 4 - график температурной зависимость теплопроводности таблеток ядерного топлива диоксида урана.
Фиг. 5 - таблица температурной зависимости теплопроводности различных таблеток диоксида урана.
Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью (далее таблетка) содержит структуру из спрессованного и спеченного порошка диоксида урана (Фиг. 1). Структура таблетки выполнена из равномерно распределенных по границам зерен пор размером 1-5 мкм, а внутри зерен расположены нанопоры, размеры которых измерены и составляют от ≤3 до 200 нм (Фиг. 2). Количество последних составляет не менее 50% общей пористости. При этом металлокластеры в виде химических соединений U2 и U2 2+ окружены UO2. Общее содержание металлокластеров в виде смеси химических соединений U2 и U2 2+, имеющих химическую связь U-U, составляет от 0,01 до 2 мас. %. Микротвердость таких металлокластеров в 1,5 и более раз ниже справочных данных. Благодаря металлокластерам снижено общее отношение 0/U до 1,995-1,999 внутри материала таблетки, а на ее поверхности отношение О/U равно 2,000-2,002 вследствие окисления при хранении на воздухе. В связи с тем, что внутри таблетки UO2 имеются локальные участки с отношением О/U<2,00 за счет наличия металлокластеров в виде смеси химических соединений U2 и U2 2+, повышается теплопроводность таблетки. На фиг. 3, для сравнения, приведена структура стандартной таблетки ядерного топлива диоксида урана, в которой отсутствуют металлокластеры и зерна содержат поры преимущественно 2-5 мкм.
Теплопроводность таблетки после 500-600°C с увеличением температуры повышается и при 1000°C имеет значения, в 1,5-3 раза превышающие справочные и расчетные данные (Фиг. 4, 5). Объяснить это можно следующим. Характер температурной зависимости теплопроводности, измеренной классическим методом осевого теплового потока, для предлагаемой таблетки UO2 очень схож с характером температурной зависимости теплопроводности для монокристаллического UO2 (Котельников Р.Б. и др. Высокотемпературное ядерное топливо. - М.: Атомиздат, 1978, 432 с. ), который выращивается из расплавленной массы и содержит металлокластеры. Для монокристалла теплопроводность не зависит от его размера или ориентации. При 700°C теплопроводность монокристалла на 60% больше средней теплопроводности спеченного поликристаллического UO2. При 1000°C теплопроводность монокристалла составляет ~5,9 Вт/м·град., что в ~2,4 раза выше теплопроводности спеченного поликристаллического диоксида урана. Причиной является то, что в монокристаллах значительное количество тепла передается излучением благодаря низкому значению коэффициента поглощения (~ в 10 раз меньше поликристаллического стандартного UO2). Самое важное совпадение одного из отличий монокристаллического диоксида урана с предлагаемой таблеткой UO2 - это наличие центров с отношением О/U<2,00, причем некоторые из этих центров являются включениями металлического урана (Amelinckx С.K. Physical Properties of UO2 Single Crystals. Euratom Quarterly Report No. 2, 1962, 21 p.; Bates J.L. Thermal Conductivity of UO2 Improves at High Temperatures. -Nucleonics, 1961, vol. 19, No. 6, p. 83-87).
ПРИМЕР 1
Таблетку ядерного топлива с повышенной теплопроводностью изготовили следующим образом.
Осаждение провели одновременным сливанием растворов уранилнитрата и аммиака в пульпу при температуре 55-60°C в две стадии. На первой стадии поддерживали значение pH от 6,5 до 6,7, на второй стадии провели доосаждение при pH, равном 9,5. Прокаливание осуществили при температуре 650°C, восстановление в водороде до UO2 - при 680°C. Из полученного порошка UO2 спрессовали таблетки, которые спекали при температуре 1750°C в водородно-азотной среде. Спекание в жидкой фазе, образующейся за счет восстановления локальных участков в UO2 с образованием металлокластеров и их расплавления при температуре выше 1150°C, формировало необходимую пористость и структуру таблетки. Новую структуру таблетки UO2 и дополнительную химическую связь U-U выявили посредством использования метода фотоэлектронной спектроскопии. Структура таблетки имела равномерно распределенные по границам зерен поры размером 1-2 мкм, а внутри зерен - нанопоры размером от ≤3 до 200 нм, которые составили не менее 50% общей пористости. При этом спеченные таблетки имели фазовый состав UO2 и отношение O/U - на 2,001 поверхности таблетки и 1,995 - внутри материала таблетки. В структуре диоксида урана были выявлены диспергированные металлокластеры в виде смеси химических соединений U2 и U2 2+ с химической связью U-U, окруженные UO2. Такие металлокластеры смеси U2 и U2 2+ в объеме таблетки составили до 0,2 мас. %.
ПРИМЕР 2
Таблетку ядерного топлива с повышенной теплопроводностью изготовили следующим образом.
Осуществили осаждение одновременным сливанием азотнокислого раствора, который содержал уран и добавку металла, а также раствора аммиака в пульпу при температуре 55-60°C тоже в две стадии. При этом на первой стадии поддерживали значение pH от 7,0 до 7,2, а на второй стадии провели доосаждение при pH, равном 8,0. В качестве добавки металла использовали оксид хрома. В процессе осаждения гидроксид хрома осаждался в виде наночастиц, которые являлись катализаторами для образования урансодержащих металлокластеров. Спекание в жидкой фазе, образующейся за счет восстановления локальных участков в UO2 с образованием металлокластеров и их расплавления при температуре выше 1150°C, формировало необходимую пористость и структуру таблетки.
Новую структуру таблетки UO2 и дополнительную химическую связь U-U выявили с помощью метода фотоэлектронной спектроскопии. Структура таблетки имела равномерно распределенные по границам зерен поры размером 1-2 мкм, а внутри зерен - нанопоры размером от ≤3 до 200 нм, которые составили не менее 50% общей пористости. При этом спеченные таблетки имели фазовый состав UO2 и отношение O/U 2,002 - на поверхности таблетки и 1,998 - внутри материала таблетки. В структуре диоксида урана были выявлены диспергированные металлокластеры в виде смеси химических соединений U2 и U2 2+ с химической связью U-U, окруженные UO2. Такие металлокластеры смеси U2 и U2 2+ в объеме таблетки составили до 0,1 мас. %.
ПРИМЕР 3
В порошок диоксида урана, изготовленный по стандартной технологии, добавили 0,5 мас. % порошка 4-амино-1,2,4-триазола (далее - триазола), механически перемешали. Спрессовали таблетки, которые спекли при температуре 1750°C в водородсодержащей среде. При спекании аммиак, содержащий радикал триазола, разложился, выделяя водород, способствующий частичному восстановлению прилегающих к триазолу локальных участков диоксида урана в объеме таблетки с образованием металлокластеров. Спекание проводили при температуре 1750°C. При температуре выше 1150°C металлокластеры расплавились, в результате чего спекание осуществляли в незначительном количестве жидкой фазы в водородсодержащей среде, что сформировало образование необходимой пористости и структуры таблетки. Новую структуру таблетки UO2 и дополнительную химическую связь U-U выявили с помощью метода фотоэлектронной спектроскопии. Структура таблетки имела равномерно распределенные по границам зерен поры размером 1-3 мкм, а внутри зерен -нанопоры размером от ≤3 до 200 нм, которые составили не менее 50% общей пористости. При этом спеченные таблетки имели фазовый состав UO2 и отношение O/U 2,002 - на поверхности таблетки и 1,999 - внутри материала таблетки. В структуре диоксида урана были выявлены диспергированные металлокластеры в виде смеси химических соединений U2 и U2 2+ с химической связью U-U, окруженные UO2. Такие металлокластеры смеси U2 и U2 2+ в объеме таблетки составили до 0,05 мас. %.
Claims (8)
1. Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью, содержащая структуру из спрессованного и спеченного порошка диоксида урана, отличающаяся тем, что структура таблетки выполнена из равномерно распределенных по границам зерен и внутри зерен пор, при этом внутри зерен расположены нанопоры, а также из равномерно распределенных металлокластеров химических соединений U2 и U2 2+.
2. Таблетка по п. 1, отличающаяся тем, что нанопоры выполнены размером от ≤3 до 200 нм и составляют не менее 50% общей пористости.
3. Таблетка по п. 1, отличающаяся тем, что металлокластеры в виде смеси химических соединений U2 и U2 2+ окружены UO2.
4. Таблетка по п. 1, отличающаяся тем, что общее содержание металлокластеров в виде смеси химических соединений урана U2 и U2 2+ составляет от 0,01 до 2 мас. %.
5. Способ изготовления таблетки ядерного топлива с повышенной теплопроводностью по п. 1, включающий осаждение полиураната аммония в две стадии, прокаливание, восстановление, прессование и спекание порошка смеси диоксида урана, отличающийся тем, что осаждение проводят одновременным сливанием растворов уранилнитрата и аммиака при температуре 55-60°C в две стадии: на первой стадии поддерживают pH от 6,5 до 6,7, на второй стадии проводят доосаждение полиураната аммония при pH от 9,0 до 10,5; спекание проводят при температуре от 1600 до 2200°C в водородно-азотной среде в незначительном количестве жидкой фазы, образующейся за счет восстановления локальных участков в UO2 с образованием металлокластеров и их расплавления при температуре выше 1150°C, с образованием в структуре UO2 металлокластеров в виде химических соединений U2 и U2 2+, а также нанопор в зернах таблетки.
6. Способ изготовления таблетки ядерного топлива с повышенной теплопроводностью по п. 1, включающий осаждение полиураната аммония в две стадии, прокаливание, восстановление, прессование и спекание порошка смеси диоксида урана, отличающийся тем, что осаждение полиураната аммония проводят одновременным сливанием азотнокислого раствора, который содержит уран и добавку металла, и раствора аммиака при температуре 55-60°C в две стадии: на первой стадии поддерживают pH от 7,0 до 7,2, на второй стадии проводят доосаждение при pH от 8,0 до 8,5; спекание проводят при температуре от 1600 до 2200°C в водородно-азотной среде в незначительном количестве жидкой фазы, образующейся за счет восстановления локальных участков в UO2 с образованием металлокластеров и их расплавления при температуре выше 1150°C, с образованием в структуре UO2 металлокластеров химических соединений U2 и U2 2+, а также нанопор в зернах таблетки.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что вводят механическим смешиванием в порошок UO2 добавку в количестве от 0,01 до 0,5%, содержащую аммиак.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в качестве добавки, содержащей аммиак, используют: бикарбонат аммония, триазол, парафенилендиамин.
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013152247/07A RU2575015C2 (ru) | 2013-11-26 | Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ ее изготовления | |
| KR1020167006958A KR101927276B1 (ko) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | 개선된 열전도율을 갖는 핵 연료 펠릿 및 그 제조 방법 |
| EP14865710.9A EP3076398A4 (en) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Nuclear fuel pellet having enhanced thermal conductivity, and preparation method thereof |
| CA2927139A CA2927139C (en) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Nuclear fuel pellet having enhanced thermal conductivity, and preparation method thereof |
| MYPI2016700597A MY180112A (en) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Nuclear fuel pellet having enhanced thermal conductivity, and preparation method thereof |
| BR112016004477-0A BR112016004477B1 (pt) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Pastilha de combustível nuclear com condutividade térmica enriquecida e o seu método de preparação |
| JP2016554166A JP6472460B2 (ja) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | 熱伝導率を高めた核燃料ペレット及びその調製方法 |
| CN201480050895.8A CN105706177B (zh) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | 一种热导率增强型核燃料芯块及其制备方法 |
| EA201600213A EA034523B1 (ru) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Способ изготовления таблетки ядерного топлива с повышенной теплопроводностью |
| US15/021,618 US10381119B2 (en) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Nuclear fuel pellet having enhanced thermal conductivity, and preparation method thereof |
| UAA201602300A UA116669C2 (ru) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ её изготовления |
| PCT/RU2014/000882 WO2015080626A1 (ru) | 2013-11-26 | 2014-11-21 | Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ её изготовления |
| ZA2016/01805A ZA201601805B (en) | 2013-11-26 | 2016-03-15 | Nuclear fuel pellet having enhanced thermal conductivity, and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013152247/07A RU2575015C2 (ru) | 2013-11-26 | Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ ее изготовления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013152247A RU2013152247A (ru) | 2015-06-10 |
| RU2575015C2 true RU2575015C2 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2323912C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Способ изготовления изделий из оксидной керамики с повышенной теплопроводностью |
| WO2011014476A1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | Ut-Battelle, Llc | Composite nuclear fuel pellet |
| RU2481657C2 (ru) * | 2010-02-25 | 2013-05-10 | Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Таблетка ядерного топлива |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2323912C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Способ изготовления изделий из оксидной керамики с повышенной теплопроводностью |
| WO2011014476A1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | Ut-Battelle, Llc | Composite nuclear fuel pellet |
| RU2481657C2 (ru) * | 2010-02-25 | 2013-05-10 | Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Таблетка ядерного топлива |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA034523B1 (ru) | Способ изготовления таблетки ядерного топлива с повышенной теплопроводностью | |
| Zhou et al. | CeO2 spherical crystallites: synthesis, formation mechanism, size control, and electrochemical property study | |
| RU2013147283A (ru) | Ядерное топливо и способ его изготовления | |
| Wang et al. | A comparative study of small-size ceria–zirconia microspheres fabricated by external and internal gelation | |
| Herman et al. | A uranium nitride doped with chromium, nickel or aluminum as an accident tolerant fuel | |
| Zhong et al. | Preparation and characterization of large grain UO2 for accident tolerant fuel | |
| La Lumia et al. | Dense and homogeneous MOX fuel pellets manufactured using the freeze granulation route | |
| Tan et al. | Densification behavior and properties of Li4SiO4 ceramic breeder with the addition of SiC as a sintering aid | |
| RU2575015C2 (ru) | Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ ее изготовления | |
| JP2013167586A (ja) | 中性子吸収材およびその製造方法ならびに溶融燃料の処理方法 | |
| Wang et al. | Fabrication of fine‐grained Li2TiO3 ceramic with enhanced performance using high‐energy ball milling | |
| Qi et al. | A simple method for preparing ThO2 ceramics with high density | |
| CN103474114A (zh) | 一种核电用铀钛氧化物混合陶瓷燃料芯块的制备方法 | |
| Hart et al. | ThO2-based pellet fuels-their properties, methods of fabrication, and irradiation performance: a critical assessment of the state of the technology and recommendations for further work | |
| RU2467411C1 (ru) | Таблетка наноструктурированного ядерного топлива (варианты) и тепловыделяющий элемент ядерного реактора (варианты) | |
| Sahu et al. | Fabrication and characterization of Li2TiO3 pebbles by an extrusion and spherodization technique for the test blanket module in a fusion reactor | |
| Bonani et al. | Uranium nitride from uranyl citrate gel combustion and electrospray-assisted granulation | |
| Gausse et al. | Synthesis, characterisation and preliminary corrosion behaviour assessment of simulant Fukushima nuclear accident fuel debris | |
| Liu | Nanostructures and nuclear fuels 15 | |
| RU2651799C1 (ru) | Способ изготовления ядерного топлива | |
| KR102581441B1 (ko) | 열전도도가 향상된 핵연료 소결체 및 이의 제조방법 | |
| Borland et al. | An evaluation of alternate production methods for Pu-238 general purpose heat source pellets | |
| US3159583A (en) | Preparation of thorium silicate hydrosols | |
| RU2734692C1 (ru) | Способ получения топливных композиций на основе диоксида урана с добавкой выгорающего поглотителя нейтронов | |
| Nickel | Development of coated fuel particles. KFA contributions within the frame of the German High Temperature Reactor Fuel Development Program |