RU2428757C1 - Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива - Google Patents
Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2428757C1 RU2428757C1 RU2010129381/07A RU2010129381A RU2428757C1 RU 2428757 C1 RU2428757 C1 RU 2428757C1 RU 2010129381/07 A RU2010129381/07 A RU 2010129381/07A RU 2010129381 A RU2010129381 A RU 2010129381A RU 2428757 C1 RU2428757 C1 RU 2428757C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- fuel
- cylindrical core
- abo
- compound
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 26
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000003826 tablet Substances 0.000 claims description 19
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 4
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 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
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLDUUPCAWFEAAK-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[U+6].[O-2].[Gd+3] Chemical compound [O-2].[O-2].[U+6].[O-2].[Gd+3] VLDUUPCAWFEAAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 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
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к атомной промышленности и предназначено для использования на предприятиях по изготовлению керамических топливных таблеток на основе диоксида урана с добавлением выгорающего поглотителя нейтронов. Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива осуществляется путем формирования цилиндрического сердечника из порошкообразного материала. Порошкообразный материал содержит диоксид обогащенного урана и легирующие добавки. Вокруг порошкообразного материала формируют наружную кольцевую оболочку из UO2 и выгорающего поглотителя нейтронов. Затем полученную заготовку спекают в восстановительной среде. Цилиндрический сердечник формируют из порошка диоксида обогащенного урана, содержащего имплантат из U3O8. В наружную кольцевую оболочку совместно с порошком UO2 из природного или обедненного урана вводят выгорающий поглотитель нейтронов в виде соединения АВО3, где A=Gd, Er, Th; B=Al, Mg, Ca. Изобретение позволяет повысить работоспособность твэлов и эффективность топливоиспользования. 5 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к атомной промышленности и может найти использование на предприятиях по изготовлению керамических топливных таблеток на основе диоксида урана с добавлением выгорающего поглотителя нейтронов, который вводят в виде порошка непосредственно при изготовлении топливных таблеток для твэлов ядерных реакторов.
Известен способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания (см. патент РФ №2376665, МПК: G21C 3/62) на основе диоксида урана, которая 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.%, при массовом отношении алюминия к кремнию от 1,5 до 4 и размере зерна диоксида урана от 20 до 45 мкм, а также (в частных вариантах выполнения таблетки) при возможном содержании по отношению к диоксиду урана оксида гадолиния от 0,3 до 10,0 мас.% или оксида эрбия от 0,3 до 0,8 мас.%, которые в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределены по объему таблетки.
Известен также способ изготовления спеченного ядерного топлива с двойной структурой (патент Японии JP 3960338, МПК: G21C 3/62, опубл. РЖ «Изобретения стран мира», вып. 99, №8 за 2008 г.), принятый в качестве прототипа, заключающийся в том, что из порошкообразного материала, содержащего UO2-Gd2O3 и добавку для улучшения спекаемости, формируют цилиндрический сердечник. Вокруг сердечника из порошкообразного материала, содержащего UO2 или UO2-Еr2О3, формируют наружную кольцевую оболочку. Полученную заготовку спекают в восстановительной среде. Для улучшения спекаемости используют добавку, которая содержит 0,001-2% марганца в пересчете на массу сердечника.
Однако наличие Gd2О3 в порошкообразном материале на основе диоксида урана приводит в процессе высокотемпературного спекания таблеток к образованию твердого раствора (U,Gd)O2, в результате чего существенно снижается коэффициент теплопроводности и средний размер зерна, а также увеличивается выделение газообразных продуктов деления (ГПД), в основном ксенона и криптона.
С повышением глубины выгорания выше 50 ГВт·сут/т U в периферийной области топливной таблетки образуется микроструктура с размером зерна менее 1 мкм и крупными газовыми пузырьками более 10 мкм (так называемая «rim»-структура), что приводит к повышению выделения ГПД, снижению теплопроводности и необходимости снижать линейную нагрузку, что ухудшает работоспособность твэлов и эффективность топливоиспользования.
Таким образом технический результат направлен на получение топливных таблеток, отличающихся повышенной теплопроводностью периферийной зоны, пониженным взаимодействием «топливо-оболочка», замедленным образованием rim-зоны, пониженным выделением ГПД и обеспечивающих повышение работоспособности твэлов, эффективности топливоиспользования и уровня радиационной безопасности в системе «твэл - теплоноситель».
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в отличие от известного способа изготовления таблеток ядерного оксидного топлива, включающего формирование цилиндрического сердечника из порошкообразного материала, содержащего диоксид обогащенного урана и легирующие добавки, вокруг которого формируют наружную кольцевую оболочку из UO2 и выгорающего поглотителя, а полученную заготовку спекают в восстановительной среде, цилиндрический сердечник формируют из порошка диоксида обогащенного урана, содержащего имплантат U3O8, а в наружную кольцевую оболочку совместно с порошком диоксида урана из природного или обедненного урана вводят выгорающий поглотитель нейтронов в виде соединения АВО3, где А=Gd, Er, Th; В=Аl, Mg, Ca.
В частном случае исполнения соединение АВО3 получают путем приготовления раствора, содержащего расчетные количества А и В, с последующем соосаждением гидроксидов А и В раствором аммиака, прокаливанием осадка при температуре, соответствующей фазовым превращениям гидроксидов в соединение АВО3, измельчением порошка и получением гранул заданного размера.
В частном случае исполнения легирующие добавки содержат менее 0,1 мас.% TiO2, Аl2О3+SiO2, Сr2O3 и др.
Кроме того, цилиндрический сердечник содержит 5-10 мас.% имплантата U3O8.
В частном случае исполнения толщина наружной оболочки сердечника после спекания составляет 0,1-0,2 от внешнего диаметра топливной таблетки.
В частном случае исполнения в цилиндрическом сердечнике размер зерна составляет 20-50 мкм, а в кольцевой оболочке - 3-10 мкм.
Крупный размер зерна в цилиндрическом сердечнике таблетки существенно уменьшает выделение ГПД, а мелкий размер зерна в кольцевой наружной оболочке повышает ползучесть, снижает скалываемость, уменьшает взаимодействие топливо - оболочка в процессе эксплуатации. Наличие в кольцевой оболочке выгорающего поглотителя в виде соединения АВО3 увеличивает теплопроводность, что приводит к снижению выделения ГПД, а изготовление кольцевой оболочки из обедненного или природного урана позволяет сместить образование rim-зоны на периферии таблетки на более высокое выгорание (с 50 на 70 ГВт·сут/т U), тем самым повысить как работоспособность твэлов, так и эффективность топливоиспользования атомных реакторов на тепловых нейтронах.
Ниже приведены примеры реализации предлагаемого способа изготовления топливных таблеток ядерного оксидного топлива.
Пример 1. Смесь №1. Для получения внутреннего сердечника керамической топливной таблетки приготовили раствор уранилнитрата с использованием промышленного порошка диоксида урана UO2 10%-ного обогащения по 235U. В раствор уранилнитрата добавили Ti в виде растворимого соединения в количестве от 0,05 мас.% в пересчете на TiO2 в UO2. Соосаждение полиураната аммония (ПУА) и гидроксида титана проводили методом одновременного сливания в буфер раствора уранилнитрата и 22-25%-ного раствора NH4OH в два этапа: на первом этапе - при pH1 6,8-7,0 и на втором этапе - при рН2 8,0-8,2. Полученный осадок прокаливали до закиси-окиси при температуре 650°С. Затем проводили восстановление закиси-окиси до UO2 водородом при 700°С. Порошок диоксида урана UO2 смешивали с 10 мас.% закиси-окиси U3O8, полученной путем окисления при 650°С исходного промышленного порошка диоксида урана UO2 10%-ного обогащения, и пластификатором (раствором поливинилового спирта в глицерине). Для получения пресс-порошка прессовали брикеты (шашки) при давлении 1,3-1,5 т/см2. Брикеты дробили и протирали через сито с размером ячеек 400 мкм.
Смесь №2. Для получения внешнего слоя приготовили раствор уранилнитрата с использованием промышленного порошка диоксида урана UO2, обедненного по 235U. Осаждение полиураната аммония (ПУА) проводили методом одновременного сливания в буфер раствора уранилнитрата и 22-25%-ного раствора NН4ОН в два этапа: на первом этапе - при pH1 6,5-6,6 и на втором этапе - при рН2 9,0-9,5. Полученный осадок прокаливали до закиси-окиси при температуре 650°С. Затем проводили восстановление закиси-окиси до UO2 водородом при 700°С. Полученный порошок UO2 смешивали с 15 мас.% порошка AlGdO3, изготовленного по технологии, описанной ниже.
Для изготовления АlGdO3 в качестве исходных материалов использовали соль Аl(NО3)3·9Н2O и Gd металлический. Расчетные количества исходных материалов растворили в растворах азотной кислоты, растворы смешали. Провели соосаждение Аl(ОН)3+Cd(ОН)3 при температуре 60±2°С раствором аммиака в два этапа: на первом этапе - при pH1 7,0±0,1 и на втором этапе - при pH2 8,0-8,2. Полученный осадок отфильтровали на воронке Бюхнера. С помощью дифференциального термического анализа определили оптимальную температуру прокаливания, соответствующую окончанию всех термических процессов, сопровождающих разложение осадка Аl(ОН)3+Gd(ОН)3, а именно 1100°С. При температуре 1100°С прокалили весь полученный осадок Аl(ОН)3+Gd(ОН)3. Прокаленный порошок АlGdO3 измельчили в агатовой ступке и просеяли через сито с размером ячеек 315 мкм.
Смесь №2 смешивали с пластификатором (раствором поливинилового спирта в глицерине). Для получения пресс-порошка прессовали брикеты (шашки) при давлении 1,3-1,5 т/см2. Брикеты дробили и протирали через сито с размером ячеек 100 мкм.
С использованием пресс-формы внешним диаметром 8,5 мм и внутренним диаметром 2,4 мм из смеси №1 предварительно спрессовали заготовки внутреннего сердечника керамической топливной таблетки при давлении P1 в пределах 1,2-1,3 т/см2. Затем спрессованную заготовку внутреннего сердечника керамической топливной таблетки переносили во вторую пресс-форму, имеющую внешний диаметр 10 мм. Свободное пространство между заготовкой и внутренней стенкой пресс-формы заполняли гранулятом смеси №2 и произвели вторую стадию прессования при давлении P2, равном 2,5 т/см2. Спекание таблеток ядерного оксидного топлива проводили при температуре 1750°С в атмосфере водорода в течение 3 часов. Характеристики спеченных топливных таблеток приведены в таблице 1, из которой видно, что среднее значение плотности спеченных таблеток составило 10,64±0,02 г/см3, что удовлетворяет требованиям технических условий на керамические топливные таблетки. Внутренний сердечник имел фазовый состав UO2 с параметром кристаллической решетки 546,92 пм.
На фиг.1 и 2 представлены фотографии микроструктуры цилиндрического сердечника и наружной кольцевой оболочки таблетки ядерного оксидного топлива. Размер зерна во внутреннем сердечнике и в наружной оболочке соответственно составил 25-50 и 3-10 мкм. На фиг.3 представлена фотография микроструктуры пограничного слоя между сердечником и кольцевой оболочкой керамической таблетки. Видно, что сцепление между внутренним сердечником и оболочкой таблетки достаточно прочное.
Пример 2. Смесь №1. Для получения внутреннего сердечника керамической топливной таблетки использовали промышленный порошок диоксида урана UO2 2%-ного обогащения по 235U, изготовленного способом сухой конверсии. В порошок UO2 были добавлены оксиды Аl и Si в количестве 0,05 мас.%, а также 7 мас.% имплантата U3O8, полученного путем окисления при 650°С исходного промышленного порошка диоксида урана UO2 10%-ного обогащения. Порошок UO2 с введенными добавками смешали с пластификатором (раствором поливинилового спирта в глицерине). Для получения пресс-порошка прессовали брикеты (шашки) при давлении 1,3-1,5 т/см2. Брикеты дробили и протирали через сито с размером ячеек 400 мкм.
Смесь №2 готовили способом, описанным в примере 1.
Используя пресс-форму с внешним диаметром 8,5 мм и внутренним диаметром 2,4 мм, предварительно спрессовали из смеси №1 заготовку внутреннего сердечника керамической топливной таблетки при давлении P1 в интервале 1,2-1,3 т/см2. Затем полученную заготовку перенесли во вторую пресс-форму, имеющую внешний диаметр 10 мм. Свободное пространство между заготовкой и внутренней стенкой пресс-формы заполнили гранулятом обедненного диоксида урана UО2 с добавкой 17 мас.% АlGdO3 (смесь №2), что соответствует 5 мас.% Gd2O3 при его равномерном распределении по сечению топливной таблетки, и произвели второе прессование при давлении P2, равном 2,5 т/см2. Спекание таблеток проводили при температуре 1750°С в восстановительной атмосфере водорода в течение 3 часов. Характеристики спеченных таблеток приведены в таблице 2, из которой следует, что среднее значение плотности составляет 10,60-10,62 г/см3, что удовлетворяет требованиям технических условий на керамические топливные таблетки.
На фиг.4 представлена фотография микроструктуры внутреннего сердечника состава UO2+0,05 мас.% 2 SiO2·3Al2O3. Размер зерна во внутреннем сердечнике составил 20-25 мкм. Микроструктура наружной кольцевой оболочки соответствовала микроструктуре, представленной на фиг.2. На фиг.5 представлена фотография микроструктуры пограничного слоя таблетки ядерного оксидного топлива. Видно, что сцепление между внутренним сердечником и наружной оболочкой таблетки достаточно прочное.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет компенсировать реактивность, выравнивать энерговыделение по объему активной зоны, поддерживать температурный коэффициент реактивности на заданном уровне, повысить теплопроводность периферийной зоны таблетки, уменьшить размер зерна в ней и снизить взаимодействие топливо - оболочка, а использование обедненного урана замедляет образование rim-зоны до выгорания 60-70 ГВт·сут/т U. Кроме того, крупный размер зерна в сердечнике топливной таблетки существенно снижает выделение ГПД. Все это позволяет улучшить работоспособность твэлов и повысить эффективность топливоиспользования.
Claims (6)
1. Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива путем формирования цилиндрического сердечника из порошкообразного материала, содержащего диоксид урана и легирующие добавки, вокруг которого формируют наружную кольцевую оболочку из UO2 и выгорающего поглотителя нейтронов, а затем полученную заготовку спекают в восстановительной среде, отличающийся тем, что цилиндрический сердечник формируют из порошка диоксида обогащенного урана, содержащего имплантат из U3O8, а в наружную кольцевую оболочку совместно с порошком UO2 из природного или обедненного урана вводят выгорающий поглотитель нейтронов в виде соединения АВО3, где A=Gd, Er, Th; B=Al, Mg, Ca.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение АВО3 получают путем приготовления раствора, содержащего расчетные количества А и В, с последующим получением соосаждением гидроксидов А и В раствором аммиака, прокаливанием осадка при температуре, соответствующей окончанию фазовых превращений гидроксидов в соединение АВО3, измельчением порошка и получением гранул заданного размера.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что легирующие добавки содержат менее 0,1 мас.% TiO2, Аl2О3+SiO2, Сr2О3 и др.
4. Способ по п.1 отличающийся тем, что цилиндрический сердечник содержит 5-10 мас.% имплантата U3О8.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщина наружной кольцевой оболочки сердечника после спекания составляет 0,1-0,2 внешнего диаметра топливной таблетки.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в цилиндрическом сердечнике размер зерна составляет 20-50 мкм, а в кольцевой оболочке - 3-10 мкм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010129381/07A RU2428757C1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010129381/07A RU2428757C1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2428757C1 true RU2428757C1 (ru) | 2011-09-10 |
Family
ID=44757739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010129381/07A RU2428757C1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2428757C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502141C1 (ru) * | 2012-11-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Уран-гадолиниевое ядерное топливо и способ его получения |
| RU2711006C1 (ru) * | 2019-06-07 | 2020-01-14 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Способ изготовления керамического ядерного топлива с выгорающим поглотителем |
-
2010
- 2010-07-16 RU RU2010129381/07A patent/RU2428757C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502141C1 (ru) * | 2012-11-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Уран-гадолиниевое ядерное топливо и способ его получения |
| RU2711006C1 (ru) * | 2019-06-07 | 2020-01-14 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Способ изготовления керамического ядерного топлива с выгорающим поглотителем |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2735243C2 (ru) | Полностью керамическое микроинкапсулированное топливо, изготовленное с выгорающим поглотителем в качестве интенсификатора спекания | |
| KR101733832B1 (ko) | 핵연료, 핵연료 요소, 핵연료 어셈블리 및 핵연료의 제조 방법 | |
| KR101462738B1 (ko) | 세라믹 미소셀이 배치된 핵분열생성물 포획 소결체 및 이의 제조방법 | |
| RU2376665C2 (ru) | Таблетка ядерного топлива высокого выгорания и способ ее изготовления (варианты) | |
| CN111933310B (zh) | 一种高热导的二氧化铀单晶复合燃料芯块及其制备方法 | |
| KR102102977B1 (ko) | 이중결정립 조직을 갖는 핵연료 소결체의 제조방법 | |
| CN105161144B (zh) | 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法 | |
| CN106927832A (zh) | 一种仿max相事故容错核燃料芯块的制备方法 | |
| US9653188B2 (en) | Fabrication method of burnable absorber nuclear fuel pellets and burnable absorber nuclear fuel pellets fabricated by the same | |
| RU2428757C1 (ru) | Способ изготовления таблеток ядерного оксидного топлива | |
| RU2362223C1 (ru) | Ядерное уран-гадолиниевое топливо высокого выгорания на основе диоксида урана и способ его получения (варианты) | |
| WO2018124915A1 (ru) | Таблетка ядерного топлива и способ её получения | |
| JP3960338B2 (ja) | 二重構造核燃料焼結体の製造方法 | |
| KR100331483B1 (ko) | 중성자 흡수물질을 함유한 산화물 핵연료 소결체의 제조방법 | |
| RU2502141C1 (ru) | Уран-гадолиниевое ядерное топливо и способ его получения | |
| RU2577272C1 (ru) | Способ получения таблетированного диоксида урана | |
| RU2421834C1 (ru) | Способ изготовления керамических топливных таблеток для тепловыделяющих элементов ядерного реактора | |
| RU2504032C1 (ru) | Способ изготовления керамических топливных таблеток с выгорающим поглотителем для ядерных реакторов | |
| KR100450711B1 (ko) | 외·내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의제조방법 | |
| CN111710443B (zh) | 一种金刚石复合核燃料芯块及其制备方法 | |
| RU2339094C2 (ru) | Таблетка ядерного уран-эрбиевого керамического топлива | |
| RU2193242C2 (ru) | Таблетка ядерного топлива | |
| KR101564744B1 (ko) | 보론 함유 가연성 흡수 핵연료 소결체 및 이의 제조방법 | |
| JP2655908B2 (ja) | 大結晶粒径を有する酸化ガトリニウム入り核燃料ペレットの製造方法 | |
| KR20140087984A (ko) | 금속 미소셀이 배치된 핵분열생성물 포획 소결체 및 이의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190717 |