यूरेनियम डाइऑक्साइड परमाणु ईंधन व्यापक रूप से परमाणु ऊर्जा संयंत्र के PWR में इस्तेमाल किया गया है, यह उच्च पिघलने बिंदु, विशाल आइसोट्रोपिक विशेषताओं और अच्छा विकिरण व्यवहार और यांत्रिक गुणों है, लेकिन वहां ऐसे कम थर्मल चालकता और आसान Embrittlement के रूप में समस्या है । यूरेनियम (यूसी) परमाणु ईंधन कठोरता के एक बहुत ही उच्च डिग्री है और इस प्रकार उच्च सेवा तापमान को झेलने, एक व्यापक तापमान सीमा से अधिक चरण संक्रमण से गुजरना नहीं है । यूरेनियम कार्बाइड के थर्मल चालकता 21.7 डब्ल्यू/ 3K) (1237K) के घनत्व के साथ १३.६३ ग्राम/ , ९५.२% की यूरेनियम सामग्री, यूरेनियम डाइऑक्साइड की तुलना में अधिक हैं । यूरेनियम-कार्बाइड ईंधन को परमाणु रिएक्टरों की चौथी पीढ़ी के लिए आदर्श उम्मीदवार माना जाता है.
त्वरक के आधार पर उंनत परमाणु ऊर्जा प्रणालियों में बंद ईंधन चक्र पर अनुसंधान चालित, यूरेनियम कार्बाइड भी एक दो युआन मिश्रित प्लूटोनियम (पु) और उप प्रणाली nuclide (MAs) के भाग के साथ समाधान प्रणाली फार्म कर सकते हैं, तो शोधकर्ताओं ने पुनर्नवीनीकरण परमाणु ईंधन के रूप में यूरेनियम कार्बाइड चुनें । हाल ही में, रूपांतरण रसायन विज्ञान, कैस ऑफ मॉडर्न फिजिक्स, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के शोधकर्ताओं ने यूसी सिरेमिक परमाणु ईंधन छर्रों को तुरंत-गैर-ठंडा मिश्रण और माइक्रोवेव हीटिंग के साथ संयोजित कर सोल-जेल पद्धति से सफलतापूर्वक तैयार किया;
एकल चरण यूसी पाउडर सफलतापूर्वक Pechini बहुलकीकरण chelating विधि द्वारा तैयार किया गया था । शोधकर्ताओं ने स्विस पॉल Roschelle संस्थान (साई) के साथ काम करने के लिए एक तेजी से सोल-जेल प्रक्रिया मंच है कि एक कमरे-तापमान तुरंत-कोई माइक्रोवेव के साथ ठंडा मिश्रण-हीटिंग सहायता को जोड़ती है, और सफलतापूर्वक एक यूरेनियम तैयार इस मंच के साथ कार्बाइड गोली (चित्रा 1) । सबसे पहले, कार्बन काले जेल समाधान में समान रूप से फैलाया गया था (hmur) अल्ट्रासोनिक फैलाव की विधि द्वारा नैनोमीटर स्तर में, और फिर सी-UO32H2O जेल कार्बन ब्लैक युक्त गेंद सोल-जेल प्रक्रिया द्वारा तैयार किया गया था, और फिर कार्बन गर्मी में कमी प्रतिक्रिया यह सजातीय सामग्री के साथ एक यूसी सिरेमिक गेंद में परिवर्तित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । तैयार UC सिरेमिक छर्रों का आकार 675 ± 10μm है, और घनत्व सैद्धांतिक घनत्व के ९२% से अधिक तक पहुंच सकता है । मंच बंद ईंधन चक्र में पुनर्नवीनीकरण कार्बाइड छर्रों के बैच तैयार करने के लिए सीधे लागू किया जाएगा । शोधकर्ताओं ने भी pechini प्रकार बहुलकीकरण chelating कानून इस्तेमाल के लिए साइट्रिक एसिड chelate (सीए) और आयनों के बीच यूरेनियम (uo22 +) के लिए स्थिर uo22 फार्म +-CA परिसर । छिद्रित अग्रदूत सामग्री विलायक और जटिल और Mannitol के बीच बहुलकीकरण crosslinking प्रतिक्रिया के वाष्पीकरण के साथ प्राप्त किया गया था । इसके बाद uo2/सी नैनोकंपोजिट को सीटू जलकर में प्राप्त हुआ । अंत में, यूसी पाउडर कार्बन गर्मी में कमी (चित्रा 2) द्वारा प्राप्त की है । इस विधि में आप और सी के परमाणु स्तर पर मिश्रण वर्दी द्वारा reactants के बीच प्रवास दूरी को छोटा, और अपेक्षाकृत कम तापमान (१४०० ℃) पर यूसी पाउडर की तैयारी प्राप्त है ।
यह काम पु और mas सहित कार्बाइड ईंधन के कम तापमान संश्लेषण के लिए एक निश्चित आवेदन संभावना है । इस अध्ययन में चीनी विज्ञान अकादमी के सामरिक पायलट विज्ञान और प्रौद्योगिकी विशेष (वर्ग क) ' भावी उन्नत परमाणु विखंडन ऊर्जा-विज्ञापन रूपांतरण प्रणाली ' परियोजना और राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन परियोजना (डिजाइन, उन्नत रूपांतरण ईंधन तत्वों की तैयारी और प्रदर्शन अनुसंधान) का समर्थन किया गया था ।
परिणाम अंतरराष्ट्रीय जर्नल सिरामिक्स इंटरनेशनल और जर्नल ऑफ अमेरिका सिरेमिक सोसायटी में प्रकाशित किया गया है, लेख के पहले लेखक तियान वेई और हैंग असाही क्रमशः है । चित्रा 1: यूसी सिरेमिक परमाणु ईंधन छर्रों की तैयारी के लिए तत्काल गैर ठंडा मिश्रण-माइक्रोवेव-गर्म सोल जेल विधि । A:UC सिरेमिक परमाणु ईंधन छर्रों शारीरिक तस्वीरें; SEM B:UC सिरेमिक परमाणु ईंधन छर्रों की तस्वीर;
C:UC सिरेमिक परमाणु ईंधन छर्रों की सूक्ष्म आकृति विज्ञान 2 द्वारा यूसी चूर्ण का संश्लेषण: pechini-प्रकार बहुलकीकरण chelating विधि दिखाया गया है । सबसे पहले, एक स्थिर uo22 +-सीए जटिल साइट्रिक एसिड के chelating द्वारा गठित किया गया था (सीए) और आयनों के बीच यूरेनियम; छिद्रित अग्रदूत सामग्री विलायक और जटिल और Mannitol के बीच बहुलकीकरण crosslinking प्रतिक्रिया के वाष्पीकरण के साथ प्राप्त किया गया था । इसके बाद uo2/सी नैनोकंपोजिट को सीटू जलकर में प्राप्त हुआ ।
