Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ И ПОЛУЧЕНИЕ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГРАНУЛ ОКСИДА ГАДОЛИНИЯ ДЛЯ ТВЭЛ

Полный текст:

Аннотация

Целью работы являлись разработка в лабораторных условиях и обоснование способа получения эффективного композитного уран-гадолиниевого топлива, применение которого позволит улучшить технико-экономические показатели АЭС. Объектом исследования являлось высокоэффективное композитное уран-гадолиниевое топливо, обладающее повышенной теплопроводностью по сравнению со стандартным УГТ, предназначенным для использования в атомной энергетике. Плотность спеченных таблеток композитного УГТ авторы оценивали гидростатическим методом по ГОСТ 95.882-81 с точностью ± 0,01 г/см3. При этом использовался метод гидростатического взвешивания без проникновения воды в поры. Он основан на определении объема таблетки путем нахождения ее «сухой» массы и последующего взвешивания ее в воде. Анализ параметров микроструктуры топливных таблеток проводили на установке ПЭВМ 8 IBM с установленным в ней адаптером micro VIDEO DC 20 для ввода изображения с видеокамеры типа Sharp CCD HS-135, которая монтируется на оптическом микроскопе МЕТАМ ЛВ-31. Исходя из результатов проведенных авторами экспериментов были сформулированы следующие окончательные требования, предъявляемые к таблеткам УГТ: - теплопроводность должна быть на уровне или выше теплопроводности таблеток UO2; - плотность должна лежать в диапазоне 10,35-10,70 г/см3; - размер частиц (гранул) (U1-x,Gd1-x)O2 или Gd2O3 должен составлять 100-200 мкм; - гранулы (U1-x,Gd1-x)O2 или Gd2O3 должны иметь геометрическую и химическую стабильность, гарантирующую невозможность их растворения в матрице и образование вне гранул твердого раствора (U1-x,Gd1-x)O2, для чего необходимо создание антидиффузионного барьера вокруг гадолинийсодержащих гранул; - содержание Gd2O3 в таблетках не должно быть меньше 10 мас.%.

Об авторах

Т. М. Алдажаров
ВКГТУ
Россия


Ю. Г. Русин
ВКГТУ
Россия


Ж. В. Еремеева
Национальный исследовательский технологический университет (МИСИС)
Россия


Т. А. Рыспаев
Технический университет Клаусталь
Россия


Е. В. Агеев
ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»
Россия


Список литературы

1. Производство топливных таблеток с выгорающими поглотителями / А.А. Кучковский, А.А. Маныч, Ю.Г. Русин, Б.А. Карманов // Актуальные проблемы урановой промышленности: сб. докл. II Междунар. науч.-практ. конф.» (Алматы, 10-13 июля 2002 г.). - Алматы: Бастау, 2003. - С. 133-135.

2. Jeffrey R. Secker, Baard J. Johansen, David L. Stucker, Odelli Ozer, Kostadin Ivanov, Serkan Yilmaz, E. H. Young. Optimum Discharge Burn-up, Cycle Length for BWRs // Nucl. Technol. - 2005. - Vol. 151. - Nо. 2. - P. 109-119.

3. Горский В.В. Уран-гадолиниевое оксидное топливо. Ч. 2. Теплофизические свойства UO2-Cd2O3 и методы их измерения // Атомная техника за рубежом. - 1989. - No. 3. - С. 5-15.

4. Hirai M., Ishimoto S. Thermal diffusivities and Thermal conductivities of UO2-Gd2O3 // J. Nucl. Sci. Technol. - 1991. - Vol. 28. Nо. 11. - P. 995-1000.

5. Investigation of Thermal-Physical and Mechanical Properties of Uranium-Gadolinium Oxide Fuel, Advanced fuel pellet materials and designs for water cooled reactors / Yu.K. Bibilashvili, A.V. Kuleshov, O.V. Milovanov, E.N. Mikheev, V.V. Novikov, S.G. Popov, V.N. Proselkov, Yu.V. Pimenov, Yu.G. Godin // Proceedings of a technical committee Brussels, 20-24 oct. 2003). IAEA-TECDOC-1416. - 2003. - P. 85-99.

6. Gregg R., Worral A. Effect of Highly Enriched/Highly Burnt UO2 Fuels on Fuel Cycle Costs, Radiotoxicity and Nuclear Design Parametrs // Nucl. Technol. - 2005. - Vol. 151. - P. 126-132.

7. Альдавахра С., Савандер В.И., Белоусов. Н.И. Методика расчета и анализ применения гранулированных поглотителей в ВВЭР // Атомная энергия. - 2006. - No. 1. - С. 8-13.

8. Изучение физики легководных решеток с уран-гадолиниевым топливом, содержащим Gd2O3-гранулы / А.А. Поляков, Ю.В. Стогов, В.И. Савандер, Н.И. Белоусов, В.Н. Проселков // Научная сессия МИФИ-2000. Ч. 8. Молекулярно-се-лективные и нелинейные явления и процессы. Физико-технические проблемы ядерной энергетики. Ультрадисперсные (нано) материалы. - М., 2000. - С. 90-91.

9. Klemens P.G. Effect of crystal lattice defects on thermal conductivity // Phys. Rev. - 1960. - Vol. 119. - P. 507.

10. Ohmichi T., Fukushima S., Maeda A. Watanabe H. Effect of Gd2O3 dope on UO2 thermal conductivity // J. Nucl. Mater. - 1981. - Vol. 102. - P. 40-46.

11. Кингери У.Д. Введение в керамику. - М.: Стройиздат, 1967.

12. Горский В.В. Уран-гадолиниевое оксидное топливо. Ч. 1. Основные свойства Gd2O3 и UO2-Gd2O3 // Атомная техника за рубежом. - 1989. - No. 2. - С. 3-10.

13. Yuda R., Une K. Effect of sintering atmosphere on the densification of UO2-Gd2O3 compacts // J. Nucl. Vat. - 1991. - Vol. 178. - P. 195-203.

14. Boccaccini A.R. Glass and glass-ceramic matrix composite materials // J. Ceram. Soc. Japan. - 2001. - Vol.109. - No. 7. - P. 99-109.

15. Исследование процесса получения наноструктурированного титаната диспрозия механохимической обработкой оксидов титана и диспрозия / Е.В. Агеев, В.С. Панов, Ж.В. Еремеева, Е.В. Агеев, Л.В. Мякишева, А.А. Лизунов // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2015. - №. 5 (62). - С. 21-27.

16. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. - 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1990.


Для цитирования:


Алдажаров Т.М., Русин Ю.Г., Еремеева Ж.В., Рыспаев Т.А., Агеев Е.В. МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ И ПОЛУЧЕНИЕ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГРАНУЛ ОКСИДА ГАДОЛИНИЯ ДЛЯ ТВЭЛ. Известия Юго-Западного государственного университета. 2016;(4):8-18.

For citation:


Aldayarov T.M., Rusin J.G., Eremeeva J.V., Ryspaev T.A., Ageev E.V. METHODS FOR PREPARATION AND PRODUCTION OF INITIAL MATERIALS FOR GADOLINIUM OXIDE GRAINS PREPARATION FOR TVEL. Proceedings of the Southwest State University. 2016;(4):8-18. (In Russ.)

Просмотров: 22


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)