Парциальном давлении кислорода

Плотность и термическая стабильность таблеток, спеченных при различном

	UO2 + 9%Gd2O3	UO2
Давление, Па	1^.10^-9	5^.10^-5	5^.10^-3	1^.10^-9	5^.10^-5	5^.10^-3
Плотность, %	96,3	96,0	94,4	96,2	96,3	96,4
Изменение Плотности, %	0,2	0,5	0,6	0,5	0,4	0,2

Различие обусловлено, прежде всего, структурой таблеток из UO₂ иUO₂ + 9%Gd₂O₃. Улучшение спекаемости с ростом давления О₂ связано с увеличением числа ионов U⁵⁺ и U⁶⁺, подвижность которых выше, чем у иона U⁴⁺. Увеличение диффузионной подвижности ионов урана U⁵⁺ и U⁶⁺ приводит к увеличению плотности спеченной таблетки. Введение ионов Gd³⁺, размер которых на 5,3 % больше, чем у ионов U⁴⁺ и на 20 % больше, чем у U⁵⁺ препятствует быстрой диффузии ионов урана. В то же время, образование большого числа ионов U⁵⁺ и U⁶⁺ увеличивает теоретическую плотность твердого раствораUO₂ + Gd₂O₃, но уменьшает его теплопроводность.

Теоретическая плотность твердого раствора UO₂ + Gd₂O₃ снижается с увеличением содержания Gd₂O₃. Кроме того, плотность зависит от способа изготовления порошков и условий спекания. На рис. 4,5 представлены зависимости плотности таблеток UO₂ + Gd₂O₃ от содержания Gd₂O₃ для различных условий изготовления. Для повышения плотности спеченных таблеток предложено вводить в исходные порошки, получены методом соосаждения по АУК-процессу, Al(OH)₃ или TiO₂ в количестве от 40 до 200 ppm. Введение 210 ppm Al(OH)₃ увеличивает плотность спеченных таблеток UO₂ + Gd₂O₃ с содержанием, например, 7% Gd₂O₃ с 93,4 до 95,4 %, а введение 50 ppm TiO₂ увеличивает плотность таблеток, содержащих 3% Gd₂O₃ с 93,4 до 95,5%, а 7% Gd₂O₃ - с 93,1 до 95,5%.

Рис.4. Зависимость плотности (U,Gd)O₂ – таблеток от содержания Gd₂O₃.

(Une K., Oguma N., 1985)

Рис.5. Зависимость плотности (U,Gd)O₂ – таблеток от содержания Gd₂O₃. у – показатель в (U_1-yGd_y)O₂.

(Ho S., Radford K., 1986)

Дата добавления: 2014-01-04