二氧化铀粉末的制备—粗颗粒ADU沉淀中间工厂实验

叙述了中间工厂实验制备陶瓷级二氧化铀粉末的粗颗粒ADU沉淀过程。沉淀条件例如氨铀比,铀浓度,氨水浓度,温度,加料速度等影响着ADU颗粒尺寸和微观结构以及其后UO_2粉末的性质。实验结果表明,当ADU聚集颗粒尺寸为5～8μm时,热解和还原后获得2～4μm的UO_2粉末,容积密度大于1.4g/cm~3,比表面积大于3.5m~2/g。不经研磨,直接压制成型和烧结,烧结块密度达98％T.D.。     

ADU两步沉淀条件研究

研究了由六氟化铀水解液制取适于制备高活性可烧结UO_2粉末的ADU沉淀物的两步沉淀工艺,推荐了ADU两步沉淀工艺的最佳沉淀条件。研究结果表明,当控制一级沉淀的pH值3.0～4.0,沉淀温度30～40℃,ADU浆体中絮凝剂(PAM)浓度0.05g/L时,采用该工艺制备的ADU粉末具有颗粒细、表面发达,比表面积高(24～30m~2/g)等优点;制备的UO_2粉末活性高、烧结性能好,基体密度(水测密度)≥96.5％T.D.。     

UO_2粉末的热分析

介绍了由ADU和AUC分解还原得到的UO_2粉末氧化过程的差热(DTA)、热重(TG)同时热分析,讨论了UO_2粉末的热分析结果与其成型烧结性、比表面、高价铀化物存在的关系,得出了检验UO_2粉末烧结性、高价铀化物存在的判据。并且根据热分析检验UO_2粉末内高价铀化物的存在,可判别ADU和AUC分解还原是否充分,UO_2是否氧化等,这对UO_2粉末的性能检验及其芯块研制过程中的质量控制起了重要作用。     

UO_2粉末的热分析

介绍了由ADU和AUC分解还原得到的UO_2粉末氧化过程的差热(DTA)、热重(TG)同时热分析,讨论了UO_2粉末的热分析结果与其成型烧结性、比表面、高价铀化物存在的关系,得出了检验UO_2粉末烧结性、高价铀化物存在的判据。并且根据热分析检验UO_2粉末内高价铀化物的存在,可判别ADU和AUC分解还原是否充分,UO_2是否氧化等,这对UO_2粉末的性能检验及其芯块研制过程中的质量控制起了重要作用。     

可控微观结构二氧化铀芯块制造的压烧工艺研究

研究了重铀酸铵(ADU)流程得到的两种基体UO_2粉末的压制性和烧结性;研究了不同添加量下各种添加剂粉末对基体粉末压制性和烧结性的改善;重点讨论了不同添加剂对UO_2芯块密度、热稳定性和微观结构的影响。结果表明,对于ADU流程得到的高烧结性UO_2粉末,经过计算,选择一定量的造孔剂添加,在高生坯密度和高烧结温度条件下加工,就可以制造出密度适当且具有良好热稳定性和微观结构的芯块。     

UO_2粉末活性的同时热分析研究

本文介绍了由 ADU 分解还原得来的 UO_2粉末氧化过程的差热(DTA)、热重(TG)同时分析,讨论了热分析结果与成型烧结性、比表面、高价铀化物存在的关系,得出了检验 UO_2粉末的烧结性、高价铀化物存在等判据,为保证 UO_2 粉末及其芯块研制的质量起了重要作用。     

共沉淀法制备AUGdC的工艺研究

本工作试验研究以碳酸铵溶液作沉淀剂从硝酸铀酰和硝酸钆的混合溶液中共沉淀AUGdC的方法。试验结果表明：控制铀浓度为300~400g/L、饱和碳酸铵溶液与硝酸铀酰溶液体积比为2.0~2.4等主要工艺参数,可制备出还原、压制和烧结性能良好的AUGdC粉末;UO₂-Gd₂O₃芯块烧结密度达理论密度的96%以上,钆铀分布均匀,形成UO₂-Gd₂O₃固溶体,平均晶粒尺寸在18μm以上。     

烧结UO2生产所用原料微观形貌的电镜分析

一、引言在压水堆陶瓷型核燃料烧结UO_2芯块的制造工艺中,采用活性UO_2粉末作原料,经压制、烧结等过程制成UO_2芯块。应用AMRAY-1000B型扫描电镜(美国制造)跟踪所用UO_2、U_2O_8、ADU、AUC等原料,进行微观形貌观察并纪录照相。生产实践表明,所选用原料颗粒多为球形,球化率≥80%,粒度为0.1—20 μm,而且膨松多孔,多维堆积时比表面大,活性高,烧结UO_2芯块成品率高,是压制烧结的理想原料。尽管如此,成品率并不稳定。在活性UO_2粉末原料中按比例添加U_3O_8(UO_2与U_3O_8重量比为9:1)后,压制烧结成的UO_2芯块,成品率高而且稳定。     

以UF6水解液为原料制备AUC粉末

以UF₆水解液为原料，采用AUC工艺流程制备AUC粉末。研究了以UF₆水解液为原料制备AUC粉末的主要控制参数，讨论了氟体系制备的AUC粉末与硝酸体系制备的粉末性能间的各种差异。实验结果表明：以UF₆水解液为原料制备AUC粉末时，n（NH₃）/n（U）控制在26～30之间，沉淀时间控制在3～4h较为适宜；按此工艺生产的AUC粉末粒度约为30μm，松装密度为1.2～1.4g/cm³，组成恒定且质量稳定，重现性好；经分解还原得到的UO₂粉末性能稳定，烧结活性高，烧结密度大于97%T.D.（理论密度）。     

低密度UO2燃料芯块的制备及微观结构

本文介绍了在UO_2粉末中加入造孔剂制备低密度UO_2燃枓芯块的方法。试验结果表明,加入4wt％草酸铵可获得85.31%TD的烧结块,其开口孔率为0.69%。加入2wt%聚乙烯醇可获得85.10%TD烧结块,其开口孔率为1.16%。而且,它们的孔隙形态、尺寸及分布都是令人满意的。两者再烧结后芯块密度分别增加了0.22%TD和0.30%TD,晶粒尺寸分别为14.3μm和16.1μm。     

聚丙烯酸在ADU粉末制备中的应用

本工作对在重铀酸铵（ADU）的沉淀反应中加入聚丙烯酸（PAA）的工艺进行试验研究。结果表明：在ADU沉淀过程中,通过在沉淀剂氨水中加入少量PAA,能显著增加ADU的沉降速度和改善ADU浆体的过滤性能;干燥后的ADU粉末松散,经分解还原得到的UO₂粉末具有良好的压制、烧结性能。     

ADU型UO2芯块低温烧结研究

UO2燃料芯块通常可以由高温国和低温烧结工艺来制备。在这些烧结工艺中其原料是采用AUC型UO2粉末和ADU型UO2粉末。本项研究工作的目的是探索在氧化气氛低温烧结所制备的ADU型UO2芯块的理论密度（TD）和晶粒大小。在1150℃烧结，其理论密度可达95％。在氧化气氛烧结所获得的ADU型UO2芯块，其晶粒结构是单峰分布的，而不像AUC型UO2芯块的晶粒结构是双峰分布的，但是与铀酸铵（AU型）UO2芯块一致。对AUC荆UO2芯块和AU型UO2芯块比较了其晶粒结构、分布和大小。研究证明晶粒结构取决于粉末性能和烧结气氛。     

制备致密UO2核燃料芯核的外胶凝方法（Ⅱ）

文章研究了用凝胶-支撑沉淀法制备密实UO_2包复颗粒芯核的干燥、煅烧和还原烧结三个阶段操作,分析了干燥方法、煅烧温度、中间产物的氧铀比、还原烧结温度以及升温速度对最终产品的影响,确定了UO_2致密化过程的最佳参数。小球密度达理论密度95%以上。     

两种干燥方式对ADU和UO_2芯块制造的影响(英文)

叙述了喷雾法和载体流化法干燥ADU浆体的原理,并就这两种干燥方式对所得到的ADU粉末以及UO_2粉末和芯块性能的影响,用批量工业生产的统计结果进行了讨论。讨论认为:干燥方式并不对ADU的颗粒结构和形态产生影响,由它们得到的UO_2粉末和芯块性能不存在因ADU于燥方式不同而带来的差别。因此,用载体流化于燥方式取代喷雾干燥方式是完全可行的。     

低比表面ADU粉末的还原

本文介绍了存放15年以上,比表面已降为2—4m~2/g 的 ADU 粉未的还原。选择适当的还原条件,可制得比表面为5—7m~2/g 的 UO_2粉末。     

用结晶反萃取法制备陶瓷级UO_2的AUC粉末

本文叙述了用碳酸铵溶液对含铀的 TBP-煤油溶液进行反萃取,直接制备陶瓷级 UO_2的 AUC(三碳酸铀酰四铵)粉末的工艺研究。控制合适的工艺条件,能制出符合粉冶要求的陶瓷级 UO_2的 AUC 粉末。由它还原制成的 UO_2粉末,具有较高的松装密度和流动性,可以不经制粒而直接压制成型,并烧结成密度达到(95±1)%T.D.的二氧化铀陶瓷芯块。     

UO_(2-x)燃料芯块的晶粒生长动力学

本文采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了亚化学计量UO_(2-x)燃料芯块的晶粒生长动力学。结果表明,以UO_(2+x)+5%U为原料,可得到密度为94.91%TD～96.23%TD(TD为理论密度)、O与U的原子个数比为1.975～1.990的合格的亚化学计量UO_(2-x)燃料芯块;在烧结温度≤1 650℃时晶粒生长速率较低,在烧结温度≥1 750℃时晶粒生长速率较高;初始晶粒尺寸G_0不能忽略不计,亚化学计量UO_(2-x)燃料芯块的晶粒生长动力学符合4次方模型G~4-G■=k_0texp(-1 000Q/RT),晶粒生长速率常数k_0=78.76μm~4/h,激活能Q=433.35 kJ/mol。     

亚化学计量U02-x燃料芯块的制备机理

亚化学计量U02-x芯块是一种设计新颖的特殊核反应堆用核燃料,很难采用传统压水堆超化学计量U02+x芯块工艺进行制造.本工作采用U02+x+U混合粉末为原料制备了U02-x芯块,研究了铀粉表面包覆处理方法、铀粉含量、成型压力、烧结气氛等工艺参数对芯块O/U比、烧结密度和微观结构的影响,探讨了U02-x环形芯块的亚化学计量形成机理.研究表明,当铀粉加人量(质量分数)分别为0,3%,6%时,芯块O/U比分别为2.010,1.991,1.982,平均晶粒尺寸分别为10,15,20μm;当铀粉加人量为50%时,O/U比为1.943,样品发生熔化.亚化学计量UO2-x芯块必须在干燥惰性气氛中密封保存.     

可控孔隙UO_2燃料芯块

UO_2燃料芯块的微观结构对燃料的堆内尺寸行为起决定性作用。采用U_3O_8添加剂可改善芯块微观结构,但同时使芯块密度下降,开口孔隙度增加进而导致吸湿加剧。因此,必须采用烧结性良好的UO_2粉末和合适的成型烧结条件以使开口孔隙度和细孔隙度降至最低。     

铀矿石及含铀岩石中铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的分析

研究了地质样品(含微量铀岩石)在分解和分离过程中保持铀原始价态稳定不变的最佳条件。建立了在高浓度保护剂存在下,用浓HF(40±5)℃分解样品,使样品中铀(Ⅵ)全部溶出,并立即生成稳定的UO_2F_2络合物;铀(Ⅳ)在载体载带下迅速定量沉淀。用抽滤法快速分离。从HF溶样到沉淀分离全过程在2min内完成。分离后的铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)视含量多少分别选用激光荧光法或容量法测定。方法检出限为0.7μg/g,RSD为10.5％,铀测定范围2×10~(-6)～10~(-1)g/g。测定了100多个地质样品(砂岩、花岗岩)中铀含量及其价态比,其结果的准确性和精密度均满足铀矿地质科研的需要。