Требования, предъявляемые к гранулированному топливу

Получение и использование гранулированного топлива.

Лекция 15.

Производство таблетированного топлива из порошков оксидов, карбидов и нитридов урана, плутония и их смесей показало их высокую эффективность для изготовления керамического ядерного топлива. Однако при работе с композициями, содержащими плутоний, особенно высокофоновый плутоний, необходима тщательная защита персонала от всех радиационных воздействий. Поэтому склонность порошков к пылеобразованию или пылению, представляет большую проблему для защиты от радиационного воздействия в производстве, использующем порошки различного состава и дисперсности. Необходимо отметить, что пылеобразование наблюдается на многих операциях производства керамического ядерного топлива, что требует специальных методов очистки от радиоактивной пыли по всей технологической цепочке. Особенно это важно при работе с высокофоновыми плутоний содержащими порошками.

В начале 60-х годов в США и ряде других стран были начаты работы по получению гранулированного топлива для изготовления виброуплотненных твэлов, как альтернатива твэлам с таблетированным топливом. Гранулированное топливо представляет собой частицу-микросферу определенного диаметра, которая имеет правильную сферическую форму. Кроме того, были начаты работы по изготовлению сферического топлива для высокотемпературных реакторов с газовым охлаждением. Эти работы фактически открыли новое направление получения порошков ядерных материалов со строго заданной (сферической) формой, определенного гранулометрического состава, которые могут быть использованы непосредственно для снаряжения твэлов или в процессах производства таблетированного топлива. Работа с гранулированным топливом в значительной степени исключала пыление на различных стадиях обработки топлива, что, конечно, являлось положительным фактором при обеспечении радиационной защиты персонала.

К гранулированному топливу, особенно используемому для изготовления виброуплотненных твэлов, предъявляются достаточно жесткие требования.

- Плотность топлива должна быть не менее 95 % от теоретической.

- Гранулы должны иметь строгую сферическую форму.

- Для получения высокой плотности топлива в виброуплотненных твэлах необходимо использовать гранулы трех различных размеров, поэтому гранулы должны иметь строго заданный размер.

- Химический состав гранул должен соответствовать выбранному виду топлива.

- Для смешанного уран-плутониевого топлива должно соблюдаться равномерное распределение делящихся компонентов по объему гранулы, (требование гомогенности топлива).

- Гранулы не должны разрушаться при различных транспортировочных операциях.

На первом этапе получения гранулированного топлива предпочтение было отдано золь-гель-процессу.

Дата добавления: 2014-01-06