RU2007149499A

RU2007149499A - Таблетка ядерного топлива высокого выгорания и способ ее изготовления (варианты)

Info

Publication number: RU2007149499A
Application number: RU2007149499/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Кулешов (RU); Александр Владимирович Кулешов; Владимир Владимирович Новиков (RU); Владимир Владимирович Новиков; Евгений Николаевич Михеев (RU); Евгений Николаевич Михеев; Юрий Владимирович Пименов (RU); Юрий Владимирович Пименов; Игорь Валентинович Петров (RU); Игорь Валентинович Петров; Андрей Евгеньевич Скомороха (RU); Андрей Евгеньевич Скомороха; Юрий Борисович Кондратюк (RU); Юрий Борисович Кондратюк; Владимир Викторович Владимиров (RU); Владимир Викторович Владимиров
Original assignee: Открытое акционерное общество "ТВЭЛ" (RU); Открытое акционерное общество "ТВЭЛ"; Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" (RU); Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод"
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-10
Also published as: RU2376665C2

Abstract

1. Таблетка ядерного топлива высокого выгорания 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.%, массовое отношение алюминия к кремнию находится в диапазоне от 1,5 до 4, размер зерна диоксида урана составляет от 20 до 45 мкм. ! 2. Таблетка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид гадолиния, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание оксида гадолиния по отношению к диоксиду урана составляет от 0,3 до 10,0 мас.%. ! 3. Таблетка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид эрбия, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание эрбия по отношению к диоксиду урана составляет от 0,3 до 0,8 мас.%. ! 4. Способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана по пп.1-3, в соответствии с которым готовят порошок диоксида урана, порошки оксидов алюминия и кремния и пластификатор в виде водного раствора, например, поливинилового спирта и глицерина, порошок оксида алюминия предварительно прокаливают на воздухе при температуре от 700 до 800°С, порошки оксидов алюминия и кремния измельчают до размера частиц менее 40 мкм, вводят в пластификатор и формируют смесь, перемешивают порошок диоксида урана и полученную смесь, готовят пресс-порошок, проводят прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование. ! 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительн

Claims

1. Таблетка ядерного топлива высокого выгорания 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.%, массовое отношение алюминия к кремнию находится в диапазоне от 1,5 до 4, размер зерна диоксида урана составляет от 20 до 45 мкм.

2. Таблетка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид гадолиния, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание оксида гадолиния по отношению к диоксиду урана составляет от 0,3 до 10,0 мас.%.

3. Таблетка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид эрбия, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание эрбия по отношению к диоксиду урана составляет от 0,3 до 0,8 мас.%.

4. Способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана по пп.1-3, в соответствии с которым готовят порошок диоксида урана, порошки оксидов алюминия и кремния и пластификатор в виде водного раствора, например, поливинилового спирта и глицерина, порошок оксида алюминия предварительно прокаливают на воздухе при температуре от 700 до 800°С, порошки оксидов алюминия и кремния измельчают до размера частиц менее 40 мкм, вводят в пластификатор и формируют смесь, перемешивают порошок диоксида урана и полученную смесь, готовят пресс-порошок, проводят прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно используют закись-окись урана в количестве до 15 мас.% по отношению к диоксиду урана.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора дополнительно используют порообразователь, например, азодикарбонамид марки ЧХЗ-21, в количестве до 1 мас.% по отношению к диоксиду урана.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора (пресс-порошок) дополнительно используют смазку, например стеарат цинка, в количестве от 0,05 до 0,15 мас.% по отношению к диоксиду урана.

8. Способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана по пп.1-3, в соответствии с которым готовят порошок диоксида урана и порошки оксидов алюминия и кремния, порошок оксида алюминия и кремния предварительно прокаливают при температуре от 700 до 800°С, порошки оксидов алюминия и кремния измельчают до размера частиц менее 40 мкм, вводят в пластификатор на стадии его приготовления путем добавления их в нагретую до 40-50°С дистиллированную воду, добавляют поливиниловый спирт в расчетном количестве и нагревают до 70-80°С, выдерживают в течение 1 ч при температуре не более 70°С при непрерывном перемешивании, в полученную смесь добавляют глицерин в расчетном количестве и перемешивают, порошок диоксида урана и полученную смесь перемешивают, готовят пресс-порошок, проводят прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно используют закись-окись урана в количестве до 15 мас.% по отношению к диоксиду урана.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора дополнительно используют порообразователь, например, азодикарбонамид марки ЧХЗ-21, в количестве до 1 мас.% по отношению к диоксиду урана.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора (пресс-порошка) дополнительно используют смазку, например стеарат цинка, в количестве от 0,05 до 0,15 мас.% по отношению к диоксиду урана.

12. Способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана по пп.1-3, в соответствии с которым готовят порошок диоксида урана, порошки оксидов алюминия и кремния и «жидкий» пластификатор в виде водного раствора, например, поливинилового спирта и глицерина или «сухой» пластификатор, например стеарат цинка, оксид алюминия предварительно прокаливают на воздухе при температуре от 700 до 800°С, оксиды алюминия и кремния измельчают до размера частиц менее 40 мкм и перемешивают с порошком диоксида урана, полученную смесь порошков перемешивают с пластификатором, готовят пресс-порошок, проводят прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно используют закись-окись урана в количестве до 15 мас.% по отношению к диоксиду урана.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора дополнительно используют порообразователь, например, азодикарбонамид марки ЧХ3-21 в количестве до 1 мас.% по отношению к диоксиду урана.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора (пресс-порошка) дополнительно используют смазку, например стеарат цинка, в количестве от 0,05 до 0,15 мас.% по отношению к диоксиду урана.