亚化学计量UO2-A环形芯块研制

UO2核燃料虽然熔点很高,但在长时问的高燃耗服役下,中心区也会发生熔化现象,因此,必须使用直径较小的燃料元件;同时在高温下UO2燃料由于组分的重布,O的析出会使包壳发生氧化而破坏（PCI）。这些对燃料元件的设计产生很多的限制,研究以下两种方法以改进上述状况：研制环状燃料元件提高燃料燃耗需求;降低燃料O／U增加其与包壳高温相容性。     

亚化学计量UO2-x燃料芯块的制备机理

亚化学计量UO_2-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UO_2+x+U芯块工艺进行制造。本工作采用UO_2+x+U混合粉末为原料制备了UO_2-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UO_2-x环形芯块的亚化学计量形成机理。研究表明,当铀粉加入量（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;当铀粉加入量为50%时,O/U比为1.943,样品发生熔化。亚化学计量UO_2-x芯块必须在干燥惰性气氛中密封保存。     

GOS陶瓷闪烁体的研制

Gd2O2S：Pr和Gd2O2S：Pr，Ce，F（均简称GOS）是很重要的新一代高性能多晶陶瓷闪烁体，与传统的CsI：TI、CdWO4等单晶闪烁体相比，它具有优异的成像性能和较低的生产成本，已在美国、德国、日本等国家的医用CT和安检CT等探测器中获得广泛应用。     

氚增殖剂Li4SiO4 陶瓷小球的制备工艺

欧洲和中国聚变堆固态产氚包层（TBM）的氚增殖剂倾向于采用直径0.5～2mm的Li₄SiO₄陶瓷小球填充床。本工作探讨锂陶瓷小球的性能指标设计,研究挤压-滚圆、烧结法制备Li₄SiO₄小球的工艺可行性,测试分析小球的密度、直径、球形度、晶粒尺寸、压碎载荷等性能。研究表明：挤压-滚圆成型、1050℃无压烧结的Li₄SiO₄陶瓷小球密度为90.4%TD,堆积密度为52.9%TD;平均直径为0.95mm,标准偏差为0.15mm;球形度为1.10;平均压碎载荷为18.50N,标准偏差为2.76N;平均晶粒尺寸为14μm;相结构由Li₄SiO₄主晶相、少量Li₂SiO₃和Li₂Si₂O₅等组成。采用优化的挤压 滚圆、烧结工艺可制备出合格的Li₄SiO₄陶瓷小球产品。     

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.     

Li4SiO4陶瓷球的研制

产氚包层是聚变堆的关键系统，其设计与研发是我国参与ITER计划的重要研究领域。氦冷／固态氚增殖剂产氚包层采用锂陶瓷材料，目前，国际上最为关注的是具有较为优异和全面氚增殖特性的LinSiO4和Li2TiO3等。