ยูเรเนียมก๊าซเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ PWR แต่ก็มีจุดสูงละลายลักษณะการขยายตัวทุกทิศทางที่ดีและคุณสมบัติทางกลและพฤติกรรมของการฉายรังสี แต่มีมีการนำความร้อนต่ำและความสะดวกในขณะที่ปัญหา embrittlement ยูเรเนียมคาร์ไบด์ (UC) น้ำมันเชื้อเพลิงที่มีความแข็งสูงและการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนไม่ได้เกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่กว้างและทำให้สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงบริการ. การนำความร้อนของยูเรเนียมคาร์ไบด์เป็น 21.7W / (m · K) ( 1237K), ความหนาแน่นของ 13.63 กรัม / ซม. 3เนื้อหายูเรเนียมของ 95.2% สูงกว่าก๊าซยูเรเนียม. เชื้อเพลิงยูเรเนียมคาร์ไบด์จะถือเป็นผู้สมัครที่เหมาะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่สี่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์. ระบบเร่งขับเคลื่อนอยู่บนพื้นฐานของการสำรวจขั้นสูงนิวเคลียร์พลังงานและการวิจัยยูเรเนียมวัฏจักรเชื้อเพลิงคาร์ไบด์นอกจากนี้ยังสามารถปิดด้วยพลูโตเนียม (ปู) และบางแอกทิไนด์เล็ก ๆ น้อย ๆ (มัส) รูปแบบระบบ cosolvent ผสมไบนารีดังนั้นนักวิจัยเลือกยูเรเนียมคาร์ไบด์เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในรูปแบบของการฟื้นฟูที่
และมันก็ประสบความสำเร็จในการจัดเตรียมโดยใช้พอลิเมอ Pechini ขับ; โซลเจลวิธีการระบายความร้อนโดยไม่ต้องผสมกับการรวมกันของความร้อนจากไมโครเวฟประสบความสำเร็จเตรียม UC เซรามิกเม็ดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ - เมื่อเร็ว ๆ นี้วิวัฒนาการของฟิสิกส์สมัยใหม่สถาบันของนักวิจัยห้องปฏิบัติการเคมีใช้ทันที UC ผงเฟสเดียว
นักวิจัยที่มีสวิสพอล Scherrer สถาบัน (PSI) เพื่อร่วมกันพัฒนาอุณหภูมิห้องเวลาจริง - ไม่ร้อนไมโครเวฟและช่วยระบายความร้อนผสมรวมกันของแพลตฟอร์มเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วโซลเจลและประสบความสำเร็จในการจัดเตรียมเม็ดเชื้อเพลิงยูเรเนียมคาร์ไบด์ใช้แพลตฟอร์ม ( ดังแสดงในรูป. 1). แรกวิธีการใช้อัลตราโซนิกการกระจายตัวของคาร์บอนสีดำกระจายตัวสม่ำเสมอในการแก้ปัญหาในระดับนาโนเมตรเจล (HMUR) แล้วปรุงด้วยคาร์บอนสีดำ C-UO32H2O ลูกปัดเจลโดยวิธีโซลเจล, UC เส้นผ่าศูนย์กลางเม็ดเซรามิกและในที่สุดก็แปลงเป็นขั้นตอนที่เป็นเนื้อเดียวกัน UC เม็ดเซรามิก. จัดทำขึ้นโดยการลดการเกิดปฏิกิริยา carbothermal เป็น 675 ±10μmความหนาแน่นที่สามารถเข้าถึง 92% ของความหนาแน่นของทฤษฎี. แพลตฟอร์มจะนำมาใช้โดยตรง เตรียมปิดวัฏจักรเชื้อเพลิงฟื้นฟูคาร์ไบด์นักวิจัยเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เม็ดนอกจากนี้ยังได้รับการว่าจ้างประเภทชุดพอลิเมอ Pechini ขับโดยกรดซิตริก (CA) และไอออน uranyl (UO22 +) รูปแบบคีเลตคอมเพล็กซ์มั่นคง UO22 + -CA; ระหว่างตัวทำละลายระเหยและคอมเพล็กซ์ mannitol กับปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้ามพอลิเมอเกิดขึ้นเพื่อให้ได้วัสดุที่มีรูพรุนปูชนียบุคคลหลวมและถ่านในแหล่งกำเนิดแล้วที่จะให้ UO2 / C นาโนคอมโพสิตและสุดท้ายผ่านเปอร์เซ็นมีสิทธิ์ ผง UC ได้ (รูปที่. 2). ในวิธีนี้, U และ C สม่ำเสมอผสมในระดับอะตอมที่สั้นระยะห่างระหว่างการโยกย้ายสารตั้งต้นตระหนักเตรียมที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (1,400 องศา.] C) ผง UC. การ การสังเคราะห์เชื้อเพลิงอุณหภูมิการทำงานที่มีปู่และ MAs คาร์ไบด์มีโปรแกรมบาง
การศึกษานำร่องนี้เป็นยุทธศาสตร์จีน Academy of โครงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (หมวดหมู่ A) ขั้นสูงระบบพลังงานนิวเคลียร์เสียงใน -ADS อนาคตการสนับสนุนโครงการและมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติธรรมชาติของประเทศจีน (เสียงขั้นสูงองค์ประกอบน้ำมันเชื้อเพลิงการออกแบบ, การเตรียมความพร้อมและการวิจัยประสิทธิภาพ). ผลที่ได้รับ มันได้รับการตีพิมพ์ในวารสารระดับนานาชาติของเซรามิกส์ระหว่างประเทศและวารสารของอเมริกาเซรามิกสมาคมนักเขียนครั้งแรก Wei Tian และ Guo Hangxu ตามลำดับ
รูปที่ 1: มิกซ์ทันใจโดยไม่ต้องระบายความร้อน - ความร้อนจากไมโครเวฟโซล - เจลวิธี UC เซรามิกเม็ดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ A: UC เซรามิกเม็ดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ภาพชนิด; B: ถ่ายภาพ UC SEM ของเซรามิกเม็ดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์; C: UC เซรามิกเม็ดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ลักษณะทางสัณฐานวิทยา
รูปที่ 2: Pechini ผงพอลิเมอคีเลตจะถูกจัดเตรียม UC, กรดซิตริก (CA) เป็นครั้งแรกในรูปแบบที่ซับซ้อนที่มั่นคงกับ UO22 + -CA uranyl ไอออนคีเลต; ระหว่างระเหยและซับซ้อนกับพอลิเมอแมนนิทอลเป็นตัวทำละลาย ปฏิกิริยาเชื่อมขวางที่มีรูพรุนหลวมวัสดุสารตั้งต้น; แหล่งกำเนิด carburization และ UO2 / C นาโนคอมโพสิตและสุดท้ายผ่านผงเปอร์เซ็นได้รับ UC
