RU2362223C1 - High burnup nuclear uranium-gadolinium fuel on basis for uranium dioxide and method for its acquisition (versions) - Google Patents
High burnup nuclear uranium-gadolinium fuel on basis for uranium dioxide and method for its acquisition (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362223C1 RU2362223C1 RU2007137747/06A RU2007137747A RU2362223C1 RU 2362223 C1 RU2362223 C1 RU 2362223C1 RU 2007137747/06 A RU2007137747/06 A RU 2007137747/06A RU 2007137747 A RU2007137747 A RU 2007137747A RU 2362223 C1 RU2362223 C1 RU 2362223C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- uranium
- powders
- gadolinium
- uranium dioxide
- Prior art date
Links
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- ACTXVUKAWNGDKG-UHFFFAOYSA-N [Gd].[U] Chemical compound [Gd].[U] ACTXVUKAWNGDKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229940075613 gadolinium oxide Drugs 0.000 claims abstract description 46
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 27
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 26
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 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 claims description 19
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims description 19
- 229910000439 uranium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 claims description 3
- JAMCHBVFQFUXMC-UHFFFAOYSA-N [O-2].[U+6].N#[N+][O-].[O-2].[O-2] Chemical compound [O-2].[U+6].N#[N+][O-].[O-2].[O-2] JAMCHBVFQFUXMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 5
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract 2
- QUQMBZBYZFWOQA-UHFFFAOYSA-M gadolinium(3+) oxygen(2-) hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Gd+3] QUQMBZBYZFWOQA-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- GRYPBCYRXVRPDA-UHFFFAOYSA-N [O-2].[U+6].[Gd+3] Chemical compound [O-2].[U+6].[Gd+3] GRYPBCYRXVRPDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 239000004156 Azodicarbonamide Substances 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 1
- RPLQGLZUWCJNAL-UHFFFAOYSA-N [O-2].[U+6].[Cr+3] Chemical compound [O-2].[U+6].[Cr+3] RPLQGLZUWCJNAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N azodicarbonamide Chemical compound NC(=O)\N=N\C(N)=O XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N 0.000 description 1
- 235000019399 azodicarbonamide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004846 x-ray emission Methods 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)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для получения ядерного уран-гадолиниевого оксидного топлива, предназначенного для изготовления тепловыделяющих сборок атомных реакторов на тепловых нейтронах.The invention relates to the field of nuclear energy and can be used to produce nuclear uranium-gadolinium oxide fuel, intended for the manufacture of fuel assemblies of nuclear thermal reactors.
К ядерному топливу современных атомных реакторов предъявляют высокие требования, в частности по повышению эффективности топливоиспользования, что может быть достигнуто за счет увеличения глубины его выгорания при эксплуатации до 70-100 МВт·сут/кг U.High demands are placed on the nuclear fuel of modern nuclear reactors, in particular in terms of increasing fuel efficiency, which can be achieved by increasing the burnup depth during operation to 70-100 MW · day / kg U.
С повышением глубины выгорания топлива (более 60 МВт·сут/кг U) в периферийной области таблетки начинает образовываться специфическая микроструктура с образованием субзерен (уменьшается эффективный размер зерна) и образованием укрупненных газовых пузырьков по границам зерен (так называемая «rim»-структура), что приводит к повышенному выходу газообразных продуктов деления (ГПД) даже в условиях снижения линейной нагрузки, тем самым ухудшается работоспособность твэгов.With increasing depth of fuel burn-up (more than 60 MW · day / kg U), a specific microstructure begins to form in the peripheral region of the tablet with the formation of subgrains (the effective grain size decreases) and the formation of enlarged gas bubbles along the grain boundaries (the so-called “rim” structure), which leads to an increased yield of gaseous fission products (GPA) even in conditions of decreasing linear load, thereby degrading the performance of the tegs.
Возможным путем решения этой проблемы является использование топлива с повышенным размером зерна и оптимизированной структурой пористости.A possible way to solve this problem is to use fuel with an increased grain size and optimized porosity structure.
Существующие требования для уран-гадолиниевого оксидного топлива предполагают средний размер зерна 10-20 мкм, объемную долю открытых пор (ОДОП) менее 1%, кислородный коэффициент (атомное отношение кислорода к урану) 2,000-2,010. Перспективные требования: средний размер зерна 25-35 мкм и более, ОДОП менее 0,5%, кислородный коэффициент 2,000-2,005. Требование увеличения размера зерна обусловлено тем, что это приводит к эффективному уменьшению выхода ГПД, а при правильно выбранных добавках и их количествах к корректировке пористости и кислородного коэффициента к снижению взаимодействия между таблеткой ядерного топлива и оболочкой, и в результате обеспечивает надежную работу твэга при повышенных выгораниях. Кроме того, увеличение среднего размера зерна препятствует образованию rim-структуры, проявляющейся при глубине выгорания выше 60 МВт·сут/кг U. В то же время увеличение зерна приводит к росту пор и в итоге к снижению прочности таблеток, что может привести к повышенной скалываемости таблеток при снаряжении твэга и при транспортных операциях. Таким образом, увеличивая размер зерна таблеток, необходимо оптимизировать и пористость для обеспечения требуемых прочностных характеристик таблеток. Кроме того, введение легирующих добавок должно нивелировать отрицательное влияние оксида гадолиния (большая хрупкость и гигроскопичность, по сравнению с топливом из диоксида урана без оксида гадолиния). В последнее время ведутся работы по оптимизации состава и структуры материала таблеток так, чтобы уменьшить взаимодействие топливных таблеток и оболочки твэгов и повысить надежность тепловыделяющих сборок в процессе эксплуатации при увеличении глубины выгорания ядерного топлива до 70-100 МВт·сут/кг U.Existing requirements for uranium-gadolinium oxide fuel require an average grain size of 10-20 microns, an open pore volume fraction (ODOR) of less than 1%, an oxygen coefficient (atomic ratio of oxygen to uranium) of 2,000-2,010. Perspective requirements: average grain size 25-35 microns and more, ODOP less than 0.5%, oxygen coefficient 2,000-2,005. The requirement for increasing the grain size is due to the fact that this leads to an effective decrease in the yield of GPA, and with the right additives and their quantities, to the correction of porosity and oxygen coefficient to reduce the interaction between the nuclear fuel tablet and the shell, and as a result ensures reliable operation of the teg at increased burnups . In addition, an increase in the average grain size prevents the formation of a rim structure, which manifests itself at a burnout depth above 60 MW · day / kg U. At the same time, an increase in grain leads to an increase in pores and ultimately to a decrease in tablet strength, which can lead to increased chipability tablets with a teg gear and during transport operations. Thus, increasing the grain size of the tablets, it is necessary to optimize the porosity to ensure the required strength characteristics of the tablets. In addition, the introduction of alloying additives should neutralize the negative effect of gadolinium oxide (greater brittleness and hygroscopicity compared to uranium dioxide fuel without gadolinium oxide). Recently, work is underway to optimize the composition and structure of the material of the tablets so as to reduce the interaction of fuel tablets and the shell of the tegs and increase the reliability of fuel assemblies during operation while increasing the burnup depth of nuclear fuel to 70-100 MW · day / kg U.
Известно ядерное топливо, содержащее диоксид урана с добавками оксида гадолиния и алюмосиликатов в стекловидном или кристаллическом состоянии (патент США №5257298). Количество алюмосиликатной фазы в таблетках составляет от 0,001 до 0,05 мас.%, при содержании SiO2 - от 40 до 80 мас.% и Аl2О3 - остальное. Зерна диоксида урана с добавками имеют средний размер от 20 до 60 мкм. Эта таблетка является наиболее близкой к предлагаемым в настоящем изобретении таблеткам ядерного топлива.Known nuclear fuel containing uranium dioxide with the addition of gadolinium oxide and aluminosilicates in the glassy or crystalline state (US patent No. 5257298). The amount of aluminosilicate phase in tablets is from 0.001 to 0.05 wt.%, With a content of SiO 2 from 40 to 80 wt.% And Al 2 O 3 the rest. Grain uranium dioxide with additives have an average size of from 20 to 60 microns. This tablet is closest to the nuclear fuel tablets of the present invention.
Недостатком известного ядерного топлива является невысокая эксплуатационная надежность твэлов на их основе при работе тепловыделяющих сборок как в штатном, так и в переходных режимах работы. Это, в частности, связано с тем, что наличие алюмосиликатной добавки в топливе не позволяет уменьшить механическое взаимодействие топлива и оболочки твэлов. Кроме того, известное топливо не содержит соединения хрома.A disadvantage of the known nuclear fuel is the low operational reliability of fuel rods based on them during the operation of fuel assemblies in both standard and transient operation modes. This, in particular, is due to the fact that the presence of an aluminosilicate additive in the fuel does not reduce the mechanical interaction of the fuel and the cladding of the fuel elements. In addition, the known fuel does not contain chromium compounds.
Известно ядерное топливо, содержащее диоксид урана с добавками закиси-окиси урана и оксида хрома (патент США №6251310). Количество добавки хрома в топливе составляет от 0,02 до 5,0 мас.%. Зерна диоксида урана с добавками имеют средний размер от 25 до 35 мкм.Nuclear fuel is known containing uranium dioxide with additives of uranium oxide and uranium chromium oxide (US patent No. 6251310). The amount of chromium additive in the fuel is from 0.02 to 5.0 wt.%. Uranium dioxide grains with additives have an average size of 25 to 35 microns.
Недостатком известного топлива является наличие большого количества легирующей добавки - оксида хрома от 0,02 до 5,0 мас.%, которая частично растворена в матрице диоксида урана, а частично располагается по границам зерен, что повышает суммарный борный эквивалент и соответственно увеличивает паразитное поглощение нейтронов в ядерном топливе. Кроме того, такое большое количество добавки хрома приводит к образованию пустот и трещин и повышению выхода ГПД под оболочку твэла. Помимо этого известное топливо не содержит оксида гадолиния и соединения алюминия.A disadvantage of the known fuel is the presence of a large amount of a dopant - chromium oxide from 0.02 to 5.0 wt.%, Which is partially dissolved in the matrix of uranium dioxide and partially located along the grain boundaries, which increases the total boron equivalent and, accordingly, increases the parasitic absorption of neutrons in nuclear fuel. In addition, such a large amount of chromium additive leads to the formation of voids and cracks and an increase in the yield of GPA under the cladding of a fuel rod. In addition, the known fuel does not contain gadolinium oxide and aluminum compounds.
Известен способ изготовления ядерного топлива, который включает операции смешивания порошка оксида урана с добавками выгорающего поглотителя нейтронов и алюмосиликатов при количестве алюмосиликатной фазы в таблетках от 0,001 до 0,05 мас.% и при ее составе SiO2 - от 40 до 80 мас.% и Аl2О3 - остальное; прессование таблеток и их спекание (патент США №5257298).A known method of manufacturing nuclear fuel, which includes the operation of mixing the powder of uranium oxide with additives of a burnable absorber of neutrons and aluminosilicates with the amount of aluminosilicate phase in tablets from 0.001 to 0.05 wt.% And with its composition of SiO 2 from 40 to 80 wt.% And Al 2 O 3 - the rest; tablet compression and sintering (US Patent No. 5,257,298).
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение глубины выгорания ядерного уран-гадолиниевого топлива при его эксплуатации до 70-100 МВт·сут/кг U.The technical task of the invention is to increase the burnup depth of nuclear uranium-gadolinium fuel during its operation up to 70-100 MW · day / kg U.
Решить эту задачу предлагается за счет введения в топливо микродобавок, повышающих размер зерна, корректирующих пористость и кислородный коэффициент, что позволит существенно повысить эффективность топливоиспользования современных АЭС.It is proposed to solve this problem by introducing microadditives into the fuel that increase grain size, adjust porosity and oxygen coefficient, which will significantly increase the fuel efficiency of modern nuclear power plants.
Поставленная задача решается за счет того, что ядерное уран-гадолиниевое топливо высокого выгорания на основе диоксида урана содержит алюминий от 0,005 до 0,03 мас.% и хром от 0,005 до 0,015 мас.% по отношению к общей массе изотопов урана, а также оксид гадолиния от 0,3 до 10 мас.% по отношению к общей массе приготовляемой смеси диоксида урана, оксида гадолиния, оксидов алюминия и хрома, причем оксиды равномерно распределены по всему объему топлива, а размер зерен диоксида урана составляет от 20 до 45 мкм.The problem is solved due to the fact that nuclear uranium-gadolinium fuel of high burnout based on uranium dioxide contains aluminum from 0.005 to 0.03 wt.% And chromium from 0.005 to 0.015 wt.% With respect to the total mass of uranium isotopes, as well as oxide gadolinium from 0.3 to 10 wt.% with respect to the total mass of the prepared mixture of uranium dioxide, gadolinium oxide, aluminum oxides and chromium, and the oxides are uniformly distributed throughout the fuel volume, and the grain size of uranium dioxide is from 20 to 45 microns.
Поставленная задача решается также за счет того, что предложены два основных варианта способа получения ядерного уран-гадолиниевого топлива высокого выгорания на основе диоксида урана.The problem is also solved due to the fact that two main variants of the method for producing nuclear uranium-gadolinium fuel of high burnout based on uranium dioxide are proposed.
По первому варианту способа готовят порошки диоксида урана, оксида гадолиния, оксида хрома и оксида алюминия, пластификатора, порошки оксида хрома и оксида алюминия предварительно прокаливают на воздухе при температуре от 700 до 800°С и измельчают до размера частиц менее 40 мкм; готовят однородную смесь порошков диоксида урана, оксида гадолиния, оксидов алюминия и хрома с пластификатором, проводят подготовку пресс-порошка, прессование таблеток из пресс-порошка, их высокотемпературное спекание и шлифование.According to the first variant of the method, powders of uranium dioxide, gadolinium oxide, chromium oxide and aluminum oxide, a plasticizer are prepared, the powders of chromium oxide and aluminum oxide are preliminarily calcined in air at a temperature of 700 to 800 ° C and ground to a particle size of less than 40 microns; prepare a homogeneous mixture of powders of uranium dioxide, gadolinium oxide, aluminum oxides and chromium oxides with a plasticizer, prepare the press powder, compress the tablets from the press powder, their high-temperature sintering and grinding.
В частном случае выполнения первого способа однородную смесь порошков получают путем приготовления предварительной смеси порошков оксидов алюминия, хрома и гадолиния, которую затем добавляют в диоксид урана, и в однородную смесь порошков вводят пластификатор.In the particular case of the first method, a homogeneous mixture of powders is obtained by preparing a preliminary mixture of powders of aluminum, chromium and gadolinium oxides, which is then added to uranium dioxide, and a plasticizer is introduced into the homogeneous mixture of powders.
В другом частном случае выполнения первого способа однородную смесь порошков получают путем приготовления предварительной смеси порошков пластификатора и оксидов алюминия и хрома, которую затем добавляют в заранее подготовленную смесь порошков диоксида урана и оксида гадолиния.In another particular case of the first method, a homogeneous powder mixture is obtained by preparing a preliminary mixture of plasticizer powders and aluminum and chromium oxides, which is then added to a pre-prepared mixture of uranium dioxide and gadolinium oxide powders.
В другом частном случае выполнения первого способа при приготовлении смеси порошков и пластификатора для прессования используют порообразователь в количестве до 1 мас.% к общей массе диоксида урана, оксида гадолиния, оксидов алюминия и хрома.In another particular case of the first method, in the preparation of a mixture of powders and a plasticizer for pressing, a blowing agent is used in an amount of up to 1 wt.% To the total mass of uranium dioxide, gadolinium oxide, aluminum oxides and chromium.
По второму варианту способа готовят порошки диоксида урана, закиси-окиси урана, оксида гадолиния, оксида хрома и оксида алюминия, пластификатора, порошки оксида хрома и оксида алюминия предварительно прокаливают на воздухе при температуре от 700 до 800°С и измельчают до размера частиц менее 40 мкм, готовят однородную смесь порошков диоксида урана, оксида гадолиния, закиси-окиси урана, оксидов алюминия и хрома с пластификатором, причем порошок закиси-окиси урана берут в количестве до 15 мас.% к общей массе диоксида урана, закиси-окиси урана, оксида гадолиния, оксидов алюминия и хрома, проводят подготовку пресс-порошка, прессование таблеток из пресс-порошка, их высокотемпературное спекание и шлифование.According to the second variant of the method, powders of uranium dioxide, uranium oxide, gadolinium oxide, chromium oxide and aluminum oxide, a plasticizer are prepared, the powders of chromium oxide and aluminum oxide are preliminarily calcined in air at a temperature of from 700 to 800 ° C and ground to a particle size of less than 40 microns, prepare a homogeneous mixture of powders of uranium dioxide, gadolinium oxide, uranium oxide, aluminum oxide and chromium with a plasticizer, and the powder of uranium oxide is taken in an amount of up to 15 wt.% to the total mass of uranium dioxide, uranium oxide, uranium oxide and gadolinium, oxides of aluminum and chromium are training molding powder, pressing of the tablet molding powder, their high temperature sintering and grinding.
В частном случае выполнения второго способа однородную смесь порошков получают путем приготовления предварительной смеси порошков оксидов алюминия, хрома и закиси-окиси урана, которую затем добавляют в заранее приготовленную смесь диоксида урана с оксидом гадолиния, и в однородную смесь порошков вводят пластификатор.In the particular case of the second method, a homogeneous mixture of powders is obtained by preparing a preliminary mixture of powders of aluminum oxide, chromium and uranium oxide, which is then added to a pre-prepared mixture of uranium dioxide with gadolinium oxide, and a plasticizer is introduced into the homogeneous mixture of powders.
В другом частном случае выполнения второго способа однородную смесь порошков получают путем приготовления предварительной смеси порошков оксидов алюминия, хрома и гадолиния, которую затем добавляют в заранее приготовленную смесь диоксида урана с закисью-окисью урана, и в однородную смесь порошков вводят пластификатор.In another particular case of the second method, a homogeneous mixture of powders is obtained by preparing a preliminary mixture of powders of aluminum oxide, chromium and gadolinium, which is then added to a pre-prepared mixture of uranium dioxide with nitrous oxide of uranium, and a plasticizer is introduced into a homogeneous mixture of powders.
В другом частном случае выполнения второго способа однородную смесь порошков получают путем приготовления предварительной смеси порошков пластификатора и оксидов алюминия и хрома, которую затем добавляют в заранее подготовленную смесь порошков диоксида урана, оксида гадолиния и закиси-окиси урана.In another particular case of the second method, a homogeneous mixture of powders is obtained by preparing a preliminary mixture of plasticizer powders and aluminum and chromium oxides, which is then added to a pre-prepared mixture of powders of uranium dioxide, gadolinium oxide and uranium oxide.
В другом частном случае выполнения второго способа при приготовлении смеси порошков и пластификатора для прессования используют порообразователь в количестве до 1 мас.% к общей массе диоксида урана, закиси-окиси урана, оксида гадолиния, оксидов алюминия и хрома.In another particular case of the second method, in the preparation of a mixture of powders and a plasticizer for pressing, a blowing agent is used in an amount of up to 1 wt.% To the total weight of uranium dioxide, uranium oxide, gadolinium oxide, aluminum oxides and chromium.
На фиг.1 показана фотография характерной микроструктуры уран-гадолиниевого топлива с легирующими микродобавками оксидов алюминия и хрома (средний размер зерна 26,3 мкм).Figure 1 shows a photograph of the characteristic microstructure of uranium-gadolinium fuel with alloying microadditives of aluminum and chromium oxides (average grain size 26.3 μm).
На фиг.2 показана фотография характерной микроструктуры уран-гадолиниевого топлива без добавок (средний размер зерна 8,8 мкм).Figure 2 shows a photograph of the characteristic microstructure of uranium-gadolinium fuel without additives (average grain size of 8.8 μm).
На фиг.3 показана фотография характерного распределения микродобавки оксида алюминия по объему уран-гадолиниевого топлива в характеристическом рентгеновском излучении алюминия.Figure 3 shows a photograph of the characteristic distribution of alumina microadditives over the volume of uranium-gadolinium fuel in the characteristic x-ray radiation of aluminum.
На фиг.4 показана фотография характерного распределение микродобавки оксида хрома по объему уран-гадолиниевой топливной таблетки в характеристическом рентгеновском излучении хрома.Figure 4 shows a photograph of the characteristic distribution of chromium oxide microadditives over the volume of a uranium-gadolinium fuel pellet in characteristic x-ray chromium radiation.
Как следует из изложенного выше, сущность изобретения заключается в том, что найдены комбинации оксидов, определены концентрации входящих в них компонентов и параметры полученного из них порошка, введение которых в топливо позволяет существенно повысить размер зерна диоксида урана как за счет активации диффузионных процессов в материале топлива при спекании, так и за счет повышенного массопереноса ураносодержащих компонентов по механизму «испарение-конденсация»; оптимизировать пористость и кислородный коэффициент топлива с использованием предложенных двух вариантов способов его изготовления.As follows from the above, the essence of the invention lies in the fact that combinations of oxides are found, the concentrations of their constituents and the parameters of the powder obtained from them are determined, the introduction of which into the fuel allows to significantly increase the grain size of uranium dioxide due to the activation of diffusion processes in the fuel material during sintering, and due to increased mass transfer of uranium-containing components by the mechanism of "evaporation-condensation"; optimize the porosity and oxygen coefficient of the fuel using the proposed two options for methods of its manufacture.
Пример 1. Осуществление способа по первому варианту получения топлива.Example 1. The implementation of the method according to the first embodiment of obtaining fuel.
Исходный порошок диоксида урана просеивают через вибросито с размером ячейки 400 мкм. Фракцию порошка диоксида урана, прошедшую через сито, в количестве 15 кг отбирают для изготовления таблеток. Порошок оксида гадолиния просеивают через сито с размером ячейки 100 мкм и смешивают вручную в поддоне с порошком диоксида урана до получения однородной смеси, в следующем соотношении: диоксид урана - 15 кг и оксид гадолиния 0,75 кг. Полученную смесь загружают в вибрационную мельницу, например МВ-0,05, и перемешивают не менее 30 мин. Полученные 2 порции смесей по 15 кг каждая объединяют. Порошки оксида алюминия и оксида хрома прокаливают в термической печи при температуре 750°С в течение 1 часа и просеивают через сито с размером ячейки 40 мкм. Фракции порошков оксидов алюминия и хрома, прошедшие через сито в количестве 6,84 г и 3,53 г соответственно, отбирают для изготовления таблеток. Порошок стеарата цинка просеивают через сито с размером ячейки 100 мкм и в количестве 90 г (0,3 мас.%). Отобранное количество порошков оксидов алюминия и хрома и стеарата цинка смешивают вручную до однородной массы, затем добавляют перед прессованием в 30 кг смеси диоксида урана и оксида гадолиния. Перемешивают в биконическом смесителе (максимальное заполнение объема) не менее 30 мин. Из полученного пресс-порошка на роторном прессе при давлении (1,0-2,0) т/см2 прессуют топливные таблетки для твэлов реактора ВВЭР до плотности 5,8-6,8 г/см3.The initial uranium dioxide powder is sieved through a vibrating screen with a mesh size of 400 microns. The fraction of the powder of uranium dioxide that passed through a sieve in an amount of 15 kg was selected for the manufacture of tablets. The gadolinium oxide powder is sieved through a sieve with a mesh size of 100 μm and mixed manually in a tray with uranium dioxide powder until a homogeneous mixture is obtained, in the following ratio: uranium dioxide - 15 kg and gadolinium oxide 0.75 kg. The resulting mixture is loaded into a vibration mill, for example MV-0.05, and stirred for at least 30 minutes. The resulting 2 servings of mixtures of 15 kg each are combined. Powders of aluminum oxide and chromium oxide are calcined in a thermal furnace at a temperature of 750 ° C for 1 hour and sieved through a sieve with a mesh size of 40 μm. The fractions of powders of aluminum and chromium oxides passing through a sieve in the amount of 6.84 g and 3.53 g, respectively, are selected for the manufacture of tablets. Zinc stearate powder is sieved through a sieve with a mesh size of 100 μm and in an amount of 90 g (0.3 wt.%). The selected amount of powders of aluminum oxides and chromium and zinc stearate are mixed manually until a homogeneous mass is then added before pressing into a mixture of 30 kg of a mixture of uranium dioxide and gadolinium oxide. Stir in a biconical mixer (maximum filling volume) not less than 30 min. From the obtained press powder on a rotary press at a pressure of (1.0-2.0) t / cm 2, fuel pellets for WWER reactor fuel elements are pressed to a density of 5.8-6.8 g / cm 3 .
Полученные таблетки загружают в молибденовые лодочки и спекают в высокотемпературных печах, например ПНТ-ПВТ, при температуре 1720-1750°С в среде, содержащей водород. Спеченные таблетки шлифуют на станке типа SP2CNC до требуемого значения наружного диаметра.The resulting tablets are loaded into molybdenum boats and sintered in high-temperature furnaces, such as PNT-PVT, at a temperature of 1720-1750 ° C in a medium containing hydrogen. Sintered tablets are ground on an SP2CNC machine to the desired outside diameter.
Пример 2. Осуществление способа по второму варианту получения таблеток.Example 2. The implementation of the method according to the second variant of obtaining tablets.
Готовят исходные порошок диоксида урана, оксида гадолиния, порошки оксидов алюминия и хрома и стеарата цинка, как в примере 1.Prepare the initial powder of uranium dioxide, gadolinium oxide, powders of oxides of aluminum and chromium and zinc stearate, as in example 1.
Введение легирующих микродобавок в оксид гадолиния осуществляют следующим образом. Оксид гадолиния в количестве 0,75 кг и все количество добавки - 3,42 г оксида алюминия и 1,77 г оксида хрома загружаются в поддон. Вручную проводят смешивание в течение 30 мин. Вся порция смеси оксида гадолиния и легирующей микродобавки, прошедшая смешивание, загружается в поддон, и проводится ее смешивание с диоксидом урана, как в примере 1. Полученную смесь загружают в вибрационную мельницу, например МВ-0,05, и перемешивают не менее 30 мин. Полученные 2 порции смесей по 15 кг каждая объединяют. Полученная смесь перемешивается с порошком стеарата цинка в поддоне. Полученную смесь перемешивают в биконическом смесителе (максимальное заполнение объема) не менее 30 мин. Из полученного пресс-порошка на роторном прессе при давлении (1,0-2,0) т/см2 прессуют топливные таблетки для твэлов реактора ВВЭР до плотности 5,8-6,8 г/см3.The introduction of alloying microadditives in gadolinium oxide is as follows. Gadolinium oxide in the amount of 0.75 kg and the entire amount of the additive - 3.42 g of aluminum oxide and 1.77 g of chromium oxide are loaded into the pallet. Mixing is carried out manually for 30 minutes. The entire portion of the mixture of gadolinium oxide and doping microadditives that have been mixed is loaded into a pan and mixed with uranium dioxide, as in Example 1. The resulting mixture is loaded into a vibration mill, for example MV-0.05, and mixed for at least 30 minutes. The resulting 2 servings of mixtures of 15 kg each are combined. The resulting mixture is mixed with zinc stearate powder in a pan. The resulting mixture is mixed in a biconical mixer (maximum filling volume) not less than 30 min. From the obtained press powder on a rotary press at a pressure of (1.0-2.0) t / cm 2, fuel pellets for VVER reactor fuel elements are pressed to a density of 5.8-6.8 g / cm 3 .
Проводят изготовление и исследование свойств топливных таблеток, как в примере 1.Spend the manufacture and study of the properties of fuel pellets, as in example 1.
Пример 3. Осуществление способа получения топлива с использованием закиси-окиси урана.Example 3. The implementation of the method of producing fuel using nitrous oxide of uranium.
Готовят порошок диоксида урана, оксида гадолиния, оксидов алюминия и хрома и стеарата цинка, как в примере 1. Порошок оксида гадолиния смешивают с порошком диоксида урана, как в примере 1. Порошок закиси-окиси урана просеивают через сито с размером ячейки 100 мкм и в количестве до 15 мас.% - 2,25 кг на 15 кг диоксида урана. В подготовленную закись-окись урана вводят расчетное количество легирующей добавки - 3,42 г оксида алюминия и 1,77 г оксида хрома и загружают в поддон. Вручную проводят смешивание в течение 30 мин. Полученную смесь порошков закиси-окиси урана и легирующей добавки смешивают со смесью порошков диоксида урана и оксида гадолиния вручную. Полученную смесь загружают в вибрационную мельницу, например МВ-0,05, и перемешивают не менее 30 мин. Полученные 2 порции смесей по 15 кг каждая объединяют.A powder of uranium dioxide, gadolinium oxide, alumina and chromium oxides and zinc stearate is prepared, as in example 1. The gadolinium oxide powder is mixed with uranium dioxide powder, as in example 1. The uranium oxide powder is sieved through a sieve with a mesh size of 100 μm and the amount of up to 15 wt.% - 2.25 kg per 15 kg of uranium dioxide. The calculated amount of dopant is introduced into the prepared uranium oxide - 3.42 g of aluminum oxide and 1.77 g of chromium oxide and loaded into a tray. Mixing is carried out manually for 30 minutes. The resulting mixture of powders of uranium oxide and dopant is mixed with a mixture of powders of uranium dioxide and gadolinium oxide manually. The resulting mixture is loaded into a vibration mill, for example MV-0.05, and stirred for at least 30 minutes. The resulting 2 servings of mixtures of 15 kg each are combined.
Полученную смесь порошков смешивают со смесью пластификатора по схеме в соответствии с примером 1. Проводят подготовку смеси порошков для прессования, прессование таблеток, их спекание и шлифование, как в примере 1.The resulting mixture of powders is mixed with a mixture of plasticizer according to the scheme in accordance with example 1. Spend the preparation of a mixture of powders for pressing, pressing tablets, sintering and grinding, as in example 1.
Пример 4. Осуществление способа получения топлива с использованием порообразователя.Example 4. The implementation of the method of producing fuel using a blowing agent.
Готовят порошок диоксида урана, оксида гадолиния, оксидов алюминия и хрома и стеарата цинка, как в примере 1. Проводят подготовку смеси: диоксид урана, оксид гадолиния, легирующая добавка и стеарат цинка, как в примере 2. Порошок порообразователя азодикарбонамид марки ЧХЗ-21 просеивают через сито с размером ячейки 100 мкм и в количестве 300 г (1 мас.%) смешивают в поддоне с 30 кг подготовленной смеси порошков. Полученную смесь перемешивают в биконическом смесителе (максимальное заполнение объема) не менее 30 мин. Из полученного пресс-порошка на роторном прессе при давлении (1,0-2,0) т/см2 прессуют топливные таблетки для твэлов реактора ВВЭР до плотности 5,8-6,8 г/см3.A powder of uranium dioxide, gadolinium oxide, aluminum and chromium oxides and zinc stearate is prepared, as in Example 1. A mixture is prepared: uranium dioxide, gadolinium oxide, a dopant and zinc stearate, as in Example 2. The CHZZ-21 grade azodicarbonamide blowing powder is sieved through a sieve with a mesh size of 100 μm and in an amount of 300 g (1 wt.%) is mixed in a pan with 30 kg of the prepared powder mixture. The resulting mixture is mixed in a biconical mixer (maximum filling volume) not less than 30 min. From the obtained press powder on a rotary press at a pressure of (1.0-2.0) t / cm 2, fuel pellets for VVER reactor fuel elements are pressed to a density of 5.8-6.8 g / cm 3 .
Проводят изготовление и исследование свойств топлива, как в примере 1.Spend the manufacture and study of the properties of the fuel, as in example 1.
Подготовка полученных таблеток к исследованиям и проведение исследований их свойств осуществлялось с помощью известных методик. Так, массовую долю алюминия, хрома и оксида гадолиния определяли спектральными и химическими методами, параметры микроструктуры определяли с помощью оптической микроскопии. Распределение легирующих микродобавок в спеченных таблетках из диоксида урана определяли с помощью микроанализатора «САМЕВАХ» по характеристическому рентгеновскому излучению соответствующего элемента. Объемную долю открытых пор и плотность определяли методом гидростатического взвешивания в воде. Кислородный коэффициент определяли полярографическим методом.Preparation of the obtained tablets for research and studies of their properties was carried out using known methods. Thus, the mass fraction of aluminum, chromium, and gadolinium oxide was determined by spectral and chemical methods, and the microstructure parameters were determined using optical microscopy. The distribution of doping microadditives in sintered uranium dioxide tablets was determined using a SAMEVAH microanalyzer by the characteristic x-ray emission of the corresponding element. The volume fraction of open pores and density were determined by hydrostatic weighing in water. The oxygen coefficient was determined by the polarographic method.
Основные физико-химические характеристики ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана представлены в таблице.The main physicochemical characteristics of high burnup nuclear fuel based on uranium dioxide are presented in the table.
Определение содержания легирующих элементов в заявляемых уран-гадолиниевых таблетках показало (см. таблицу), что содержание алюминия и хрома соответствует его количеству, введенному при приготовлении смеси. Микрорентгеноспектральный анализ таблеток показал, что алюминий, хром и гадолиний в виде оксидов равномерно распределены по объему таблетки из диоксида урана.Determination of the content of alloying elements in the inventive uranium-gadolinium tablets showed (see table) that the content of aluminum and chromium corresponds to its amount introduced in the preparation of the mixture. X-ray microanalysis of the tablets showed that aluminum, chromium, and gadolinium in the form of oxides are uniformly distributed over the volume of the tablet from uranium dioxide.
Из таблицы следует, что диапазон изменения размера зерна для топливных таблеток, полученных в соответствии с вариантами реализации способа, находится в заявляемых пределах от 20 до 45 мкм (см. фиг.1). Объемная доля открытых пор (ОДОП), кислородный коэффициент (O/U) и плотность (ρ) заявляемых таблеток соответствует не только нормативным требованиям действующих технических условий, но и перспективным требованиям на таблетки уран-гадолиниевого оксидного топлива нового поколения (ОДОП<0,5%, О/U=2,010-2,025 для таблеток с массовой долей оксида гадолиния 5%, ρ=10,40-10,70 г/см3).From the table it follows that the range of changes in grain size for fuel pellets obtained in accordance with the options for implementing the method is in the claimed range from 20 to 45 microns (see figure 1). The volume fraction of open pores (ODOP), oxygen coefficient (O / U) and density (ρ) of the claimed tablets meets not only the regulatory requirements of the current technical conditions, but also the promising requirements for tablets of a new generation of uranium-gadolinium oxide fuel (ODOP <0.5 %, O / U = 2.010-2.025 for tablets with a mass fraction of gadolinium oxide of 5%, ρ = 10.40-10.70 g / cm 3 ).
Таким образом, проведенные исследования показывают, что ядерное уран-гадолиниевое топливо, выполненное в соответствии с вариантами изобретения, существенно превосходит стандартное топливо по показателю средний размер зерна 20-45 мкм (вместо 10-20 мкм) и соответствует другим основным требованиям, предъявляемым к перспективному ядерному топливу. Практическое использование предлагаемого топлива позволит существенно повысить надежность твэлов при работе атомных электростанций как в штатных, так и переходных режимах, и повысить глубину выгорания такого топлива.Thus, the studies show that nuclear uranium-gadolinium fuel, made in accordance with the variants of the invention, significantly exceeds standard fuel in terms of average grain size of 20-45 microns (instead of 10-20 microns) and meets other basic requirements for promising nuclear fuel. Practical use of the proposed fuel will significantly increase the reliability of fuel rods during operation of nuclear power plants in both standard and transient modes, and increase the burnup depth of such fuel.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137747/06A RU2362223C1 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | High burnup nuclear uranium-gadolinium fuel on basis for uranium dioxide and method for its acquisition (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137747/06A RU2362223C1 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | High burnup nuclear uranium-gadolinium fuel on basis for uranium dioxide and method for its acquisition (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007137747A RU2007137747A (en) | 2009-04-20 |
| RU2362223C1 true RU2362223C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41017394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007137747/06A RU2362223C1 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | High burnup nuclear uranium-gadolinium fuel on basis for uranium dioxide and method for its acquisition (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2362223C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2423742C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method to make nuclear fuel pellets with controlled microstructure |
| RU2502141C1 (en) * | 2012-11-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Uranium-gadolinium nuclear fuel and method for production thereof |
| RU2504032C1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Method to manufacture ceramic fuel pellets |
| WO2020246909A1 (en) | 2019-06-07 | 2020-12-10 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method for producing ceramic nuclear fuel with a burnable absorber |
| RU2750780C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-07-02 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method for uranium-gadolinium nuclear fuel producing |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113012835A (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 中核北方核燃料元件有限公司 | Preparation method of gadolinium-containing annular uranium dioxide core block |
| CN117373703B (en) * | 2023-11-27 | 2025-10-21 | 中国核动力研究设计院 | Large-grain UO2 pellet for high-burnup fuel rod and preparation method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0502395A1 (en) * | 1991-03-04 | 1992-09-09 | Nippon Nuclear Fuel Development Co., Ltd. | Nuclear fuel pellets and method of manufacturing the same |
| RU2268507C2 (en) * | 2003-04-04 | 2006-01-20 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Ceramic nuclear fuel pellets with adjustable microstructure |
| RU2303301C1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Nuclear reactor pelletized fuel production process |
-
2007
- 2007-10-11 RU RU2007137747/06A patent/RU2362223C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0502395A1 (en) * | 1991-03-04 | 1992-09-09 | Nippon Nuclear Fuel Development Co., Ltd. | Nuclear fuel pellets and method of manufacturing the same |
| US5257298A (en) * | 1991-03-04 | 1993-10-26 | Nippon Nuclear Fuel Development Co., Ltd. | Nuclear fuel pellets having an aluminosilicate deposition phase |
| RU2268507C2 (en) * | 2003-04-04 | 2006-01-20 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Ceramic nuclear fuel pellets with adjustable microstructure |
| RU2303301C1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Nuclear reactor pelletized fuel production process |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2423742C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method to make nuclear fuel pellets with controlled microstructure |
| RU2504032C1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Method to manufacture ceramic fuel pellets |
| RU2502141C1 (en) * | 2012-11-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Uranium-gadolinium nuclear fuel and method for production thereof |
| WO2020246909A1 (en) | 2019-06-07 | 2020-12-10 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method for producing ceramic nuclear fuel with a burnable absorber |
| RU2750780C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-07-02 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method for uranium-gadolinium nuclear fuel producing |
| WO2022075880A1 (en) * | 2020-10-06 | 2022-04-14 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method for producing uranium-gadolinium nuclear fuel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007137747A (en) | 2009-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2376665C2 (en) | High burn-up nuclear fuel tablet and method of making said tablet (versions) | |
| RU2362223C1 (en) | High burnup nuclear uranium-gadolinium fuel on basis for uranium dioxide and method for its acquisition (versions) | |
| RU2735243C2 (en) | Completely ceramic microencapsulated fuel, made with burnable absorber as a sintering intensifier | |
| CN108565032A (en) | UO2Metal fuel pellet and its manufacturing method | |
| CN105161144B (en) | A kind of preparation method of nuclear reactor neutron absorber material metatitanic acid dysprosium pellet | |
| US9653188B2 (en) | Fabrication method of burnable absorber nuclear fuel pellets and burnable absorber nuclear fuel pellets fabricated by the same | |
| US2814857A (en) | Ceramic fuel element material for a neutronic reactor and method of fabricating same | |
| RU2713619C1 (en) | Nuclear fuel pellet and method of its production | |
| RU2502141C1 (en) | Uranium-gadolinium nuclear fuel and method for production thereof | |
| RU2142170C1 (en) | Nuclear fuel pellet | |
| CN115108828A (en) | Rare earth hafnate ceramic material and preparation method and application thereof | |
| RU2193242C2 (en) | Pelletized nuclear fuel | |
| CN116002620B (en) | A kind of erbium-containing yttrium hydride material and preparation method thereof | |
| RU2157568C1 (en) | Nuclear fuel pellet | |
| KR102455806B1 (en) | Neutron absorbing pellet added with yttria and method for preparing thereof | |
| RU2577272C1 (en) | Method for producing uranium dioxide tableted | |
| RU2428757C1 (en) | Manufacturing method of pellets of nuclear oxide fuel | |
| US6669874B1 (en) | Method for production of and material adapted to be sintered to a nuclear fuel element with oxide base | |
| Kurosaki et al. | Effect of Nd and Pr addition on the thermal and mechanical properties of (U, Ce) O2 | |
| KR101564744B1 (en) | Boron-bearing burnable absorber nuclear fuel pellet and the method for manufacturing thereof | |
| CN106282713B (en) | A kind of nuclear reactor ash control rod molybdenum base dysprosia material and its application | |
| KR100812952B1 (en) | Neutron Absorbing Sintered Body Added with Zirconia and Manufacturing Method Thereof | |
| JP7108787B2 (en) | Uranium dioxide sintered body for nuclear fuel with improved fission gas trapping ability and manufacturing method | |
| RU2268507C2 (en) | Ceramic nuclear fuel pellets with adjustable microstructure | |
| RU2459289C1 (en) | Method for obtaining nuclear fuel pellets based on uranium dioxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101012 |