biossido di uranio combustibile nucleare sono stati ampiamente utilizzati nelle centrali nucleari PWR, ha un alto punto di fusione, caratteristiche di espansione isotrope e buona proprietà e il comportamento di irradiazione meccanici, ma ha una bassa conducibilità termica e la facilità di problemi di infragilimento mentre uranio carburo (UC) carburante con elevata durezza, e la transizione di fase non si verifica entro un ampio intervallo di temperature, e quindi in grado di sopportare temperature elevate di servizio. la conduttività termica del carburo di uranio era 21.7W / (m · K) ( 1237K), una densità di 13,63 g / cm 3contenuto di uranio del 95,2%, superiore al biossido di uranio. combustibile uranio carburo è considerato un candidato ideale per il combustibile nucleare reattori di quarta generazione. Sistema Accelerator realizzata su esplorazione advanced nucleare energia e la ricerca, uranio ciclo del combustibile carburo può anche essere chiuso con plutonio (Pu) ed alcuni attinidi minori (il MAS) formano un sistema cosolvente misto binario, pertanto, ricercatori hanno selezionato combustibile nucleare carburo di uranio in forma di rigenerazione.
Ed è stato preparato con successo utilizzando un polimerizzazione Pechini chelazione; sol-gel metodo senza raffreddamento è stata miscelata con una combinazione di riscaldamento a microonde preparato con successo UC ceramica pastiglie di combustibile nucleare - Recentemente, Evolution of Modern Physics Institute di ricercatori Chemistry Laboratory uso immediato UC polvere monofase.
I ricercatori con lo svizzero Paul Scherrer Institute (PSI) per lo sviluppo congiunto di una temperatura ambiente in tempo reale - senza riscaldamento a microonde-assistita e raffreddamento miscelazione una combinazione di piattaforma di rapida tecnologia sol-gel, e preparati con successo le pastiglie di combustibile di carburo di uranio utilizzano la piattaforma ( come mostrato in fig. 1). primo, un metodo che utilizza ultrasuoni nero di carbonio dispersione uniformemente disperso in nanometri soluzione di gel livello (HMUR), e poi preparato con nerofumo C-UO32H2O perline gel mediante un metodo sol-gel, UC diametro pellet ceramica ed infine convertirlo in una fase omogenea pellet di ceramica UC. preparati per reazione di riduzione carbothermal era 675 ± 10 um, la densità può raggiungere il 92% della densità teorica. piattaforma sarà applicata direttamente preparazione chiuso ciclo del combustibile rigenerazione carburo pastiglie di combustibile nucleare ricercatori anche impiegare tipo discontinuo polimerizzazione Pechini chelazione da acido citrico (CA) e l'ione uranile (UO22 +) formano chelati complessi stabili UO22 + -CA; tra solvente è stato evaporato ed i complessi mannitolo con la reazione di reticolazione avviene polimerico per ottenere un materiale poroso precursore sciolto, e poi carbonizzato in situ che invia UO2 / C nanocomposito; ed infine attraverso ammissibili carbotermica Polvere UC (mostrata nella Figura 2) .Questo metodo riduce la distanza di migrazione tra i reagenti mediante miscelazione uniforme di U e C a livello atomico e raggiunge la preparazione di polvere UC a una temperatura relativamente bassa (1400 ° C). Il lavoro ha una certa prospettiva applicativa per la sintesi a bassa temperatura di carburanti di carburo contenenti Pu e MA.
Questo studio pilota è stato un Accademia strategico cinese di progetti scientifici e tecnologici (categoria A) 'sistemi di trasmutazione dell'energia nucleare da fissione avanzate nei futuri -Ads' sostegno al progetto e la National Science Foundation naturali della Cina (trasmutazione avanzati elementi di combustibile di progettazione, la preparazione e la ricerca delle prestazioni). I risultati sono stati Pubblicato nelle riviste internazionali Ceramics International e Journal of the America Ceramic Society, i primi autori dell'articolo sono Tian Wei e Guo Hangxu.
Figura 1: Mix istantaneo senza raffreddamento - riscaldamento a microonde sol - gel metodo UC ceramica pastiglie di combustibile nucleare A: UC ceramica pastiglie di combustibile nucleare foto tipo; B: UC SEM una fotografia in ceramica pastiglie di combustibile nucleare; C: UC ceramica pastiglie di combustibile nucleare. morfologia
Figura 2: Pechini polvere polimerizzazione chelante viene dapprima preparato UC, acido citrico (CA) per formare un complesso stabile con UO22 + -CA uranile ione chelato, come tra l'evaporatore e il complesso con la polimerizzazione mannitolo solvente la reazione di reticolazione, un poroso materiale sciolto precursore; situ carburazione e UO2 / C nanocomposito, e infine attraverso la polvere ottenuta carbotermica UC
