UO 2 /Mo弥散型核燃料的制备研究

发布时间：2024-06-12 02:46

　　弥散型核燃料作为事故容错燃料中最重要的一种类型,是把含有裂变物质的燃料相颗粒均匀地弥散分布在性能优良的非裂变基体相中而得到的燃料。尤其是以钼为弥散介质的的弥散型核燃料性能更为优异,钼拥有超高的热导率与高熔点,并且还是加速器次临界系统(ADS)的备选材料。但是这种弥散型核燃料在制备过程中,存在着一系列的挑战,包括核燃料微球与弥散介质的界面相容性,以及核燃料芯块的事故容错性。传统弥散型核燃料的制备方法是将核燃料微球直接分散在惰性的介质中,但是由于两种材料的物理性质之间的差异,在高温烧结过程中使得核燃料微球与弥散介质的界面不能很好地融合,出现间隙,从而使整个芯块的热导率降低。在本文中通过对核燃料微球进行表面电性修饰,使得弥散介质的纳米颗粒在电性引力作用下吸附在燃料微球表面,然后再将表面吸附了弥散介质纳米颗粒的核燃料微球与弥散介质混合,使得核燃料微球与弥散介质的界面相容性得到了一定的改善,也使得核燃料芯块的热导率有了一定的提升。对于以钼等金属基质构成的弥散型核燃料有着最优异的性能,但是在事故条件下,金属材料会和水蒸气反应产生氢气,大大降低了核燃料芯块的安全性。针对这一问题,本论文探讨了一种新的...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 核能的发展
    1.2 核燃料循环
        1.2.1 核燃料循环简介
        1.2.2 嬗变装置简介
    1.3 核燃料的类型和特点
        1.3.1 金属型核燃料
        1.3.2 陶瓷型核燃料
        1.3.3 弥散型核燃料
    1.4 事故容错燃料
        1.4.1 事故容错燃料简介
        1.4.2 事故容错燃料的要求
        1.4.3 事故容错燃料的发展
    1.5 本文的研究意义与主要内容
第2章 表面纳米钼修饰的核燃料微球制备研究
    2.1 引言
    2.2 核燃料微球表面修饰原理
    2.3 正电性核燃料凝胶微球的可控制备
        2.3.1 实验材料及方法
        2.3.2 凝胶微球的粒径控制
        2.3.3 凝胶微球的表面电性
    2.4 负电性纳米金属钼的制备
        2.4.1 实验材料及方法
        2.4.2 制备参数对纳米钼粒径的影响
        2.4.3 纳米钼的表面电性
    2.5 本章小结
第3章 钼基弥散型核燃料芯块的制备及其界面相容性研究
    3.1 引言
    3.2 弥散型核燃料芯块制备与表征方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 表征方法
    3.3 核燃料芯块的微观结构
        3.3.1 核燃料微球吸附纳米钼的微观结构
        3.3.2 核燃料芯块截面的微观结构
    3.4 核燃料芯块的导热性
        3.4.1 红外激光法测量核燃料芯块的热导率
        3.4.2 瞬态表面热源法测量核燃料芯块的热导率
    3.5 本章小结
第4章 具有核壳结构的弥散型核燃料芯块的原位制备研究
    4.1 引言
    4.2 制备原理
    4.3 核壳结构弥散型核燃料粗胚的壳层尺寸控制
        4.3.1 实验材料及步骤
        4.3.2 混合时间对壳层厚度的影响
        4.3.3 物料密度对壳层厚度的影响
    4.4 核(U₃O₈-Mo-SiC)-壳(SiC)结构弥散型核燃料芯块的原位制备
        4.4.1 实验材料
        4.4.2 核(U₃O₈-Mo-SiC)-壳(SiC)结构弥散型核燃料芯块粗胚的制备
        4.4.3 核(U₃O₈-Mo-SiC)-壳(SiC)结构弥散型核燃料芯块的制备
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3993103