二氧化铀陶瓷燃料块工艺研究进展

简述了铀及铀氧化物、二氧化铀陶瓷燃料块制备工艺的发展和应用.重点阐述了超化学计量二氧化铀芯块在微氧化气氛下低温活化烧结的最新研究进展.从理论上,提出了扩散烧结和强化烧结是二氧化铀陶瓷燃料块低温烧结的过程机理;从工艺上,提出了工艺稳定性和提高晶粒尺寸是二氧化铀陶瓷燃料块低温烧结的热点课题.展望了二氧化铀陶瓷燃料块微氧化低温烧结的工业应用前景.     

二氧化铀芯块低温烧结机理的研究

基于PDM(point defect model),研究了UO2 x在微氧化性气氛下低温烧结的机理.理论讨论和试验验证了UO2低温烧结时铀离子的体扩散系数、低温烧结温度和致密化动力学方程.结果表明,在UO2中掺入多余氧可使铀离子的扩散激活能降低约3.0eV,铀离子的扩散激系数DUx∝x2,二氧化铀低温烧结的理论温度约为1089～1151℃,采用UO2 x坯块是实现低温烧结的必要条件.本模型理论计算的结果与试验数据符合较好,能很好地表征缺陷浓度随气氛变化的特点.