原位法制备具有核壳结构的弥散型核燃料粗胚

发布时间：2025-03-19 05:31

　　 事故容错燃料（ATF）是为提高核燃料在事故尤其是严重事故工况下的安全性能,核能界提出的新一代高安全性核燃料,弥散型核燃料是ATF中的一种重要燃料。以金属基质构成的弥散型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能。针对这一问题,探讨了一种新的方法,利用不同密度和尺寸的微粒在三维旋转混合器中混合时的偏析现象,实现了核（U₃O₈-Mo-SiC）壳（SiC）结构弥散型核燃料芯块粗胚的原位制备。详细讨论了材料密度以及混合时间对核壳结构弥散核燃料芯块的壳层形成尺寸影响。这一研究有助于降低以金属为弥散介质的弥散核燃料在事故条件下与水蒸气的反应性,提高核燃料的事故容错性能。

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【部分图文】：

图1 原位法制备具有核壳结构的弥散型核燃料芯块粗胚流程图

原位法制备具有核壳结构的弥散型核燃料芯块粗胚流程图如图1所示。1.2试验材料

图2 TURBULA三维旋转混合器

需要用到的试验仪器如下：三维旋转搅拌机（TURBULA,WillyA.BachofenAGMaschinenFabrik，瑞士）（见图2），毛细管、三通、套管等微流体设备（UpchurchScientific），导管（Polytetrafluoroethylene,Fi....

图3 样品切片示意图

将样品取出容器后，从样品边缘滴入预配置的固化溶液，使其被固化溶液浸没。将样品在70℃的烘箱中放置2h，使样品凝固。固化溶液是用12%质量分数的丙烯酰胺和0.5%质量分数的过硫酸铵在去离子水中配置；在进行氧化镁和氧化硅的试验中，使用了一种固化能力更强的固化溶液，这种溶液是采用15%....

图4 微球显微镜光学图像

在本研究中，由于氧化锆微球与钼微球的颜色在与其他材料混合时，颜色难以区分，为了便于对形成的核壳结构的形貌进行观察，将白色的250μm氧化锆微球在钴60伽马射线中照射24h，得到棕红色的氧化锆微球（见图4a）；将250μm的钼微球在环氧树脂漆和乙酸乙酯体积比1∶1的混合溶液中浸泡染....

本文编号：4036740