【技术实现步骤摘要】
高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法、惰性基弥散燃料芯块和一体化燃料棒及其制造方法
本专利技术涉及核燃料
，尤其涉及一种高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法、惰性基弥散燃料芯块及其制造方法、一体化燃料棒及其制造方法。
技术介绍
高温气冷堆的发展与包覆燃料颗粒的研制成功和发展有着成熟密切的关系。工业化生产的包覆燃料颗粒内有一颗球形的UO2核芯，其外通过气相沉积技术包裹4层封闭球壳，分别为疏松缓冲层、致密阻挡层、结构支撑密封层、致密阻挡层(即TRISO颗粒，若只有两层则是BISO颗粒)。这几层材料的主要作用是约束裂变材料、阻挡裂变产物的释放。上世纪，美国橡树岭实验室用化学法制出碳化物微球，随后碳氧化物微球也成功产生，打破了长久以来使用氧化物作为核芯的传统，碳化物与氧的产物被包覆层阻挡在颗粒内，高铀密度核芯提高了整体铀装量和热导率，大量试验结果表明，碳化物核芯颗粒具有较大的应用空间，美国能源部将碳化物、碳氧化物微球作为高温气冷堆发展的参考燃料核芯材料。IMDP芯块(InertMatrixDispersionPellet,IMDP)，是将TRISO包覆燃料颗粒弥散固化在圆柱形S...
【技术保护点】
1.一种高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用熔炼法制得U‑Si化合物的混合粉末；S2、根据所述混合粉末中不同粉末之间密度的不同，采用离心分离法将所述混合粉末的各粉末进行分离；S3、将分离出的U3Si2粉末与粘结剂混合，制成表面光滑的球状的核芯；S4、在所述核芯表面通过气相沉积法依次沉积形成多层包覆层，制得高铀密度包覆燃料颗粒。
【技术特征摘要】
1.一种高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用熔炼法制得U-Si化合物的混合粉末；S2、根据所述混合粉末中不同粉末之间密度的不同，采用离心分离法将所述混合粉末的各粉末进行分离；S3、将分离出的U3Si2粉末与粘结剂混合，制成表面光滑的球状的核芯；S4、在所述核芯表面通过气相沉积法依次沉积形成多层包覆层，制得高铀密度包覆燃料颗粒。2.根据权利要求1所述的高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合粉末的粒径控制在40μm-80μm。3.根据权利要求1所述的高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，步骤S1包括：S1.1、将U-Si化合物放置真空熔炼炉中，真空降至20MPa以下，送电，根据炉内熔化情况加热温度，直至U-Si化合物完全熔化；S1.2、不断机械搅拌，至温度为1500℃-1800℃时停止搅拌，在温度1680℃-1750℃时停止送电，随炉冷却，得到U-Si化合物铸锭；S1.3、将U-Si化合物铸锭初步煅烧，压碎后进行研磨，得到混合粉末。4.根据权利要求1所述的高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，根据离心力F=mωr2将所述混合粉末中不同密度的粉末以不同离心速率进行分离；其中m为粒子有效质量，ω为离心转子转动的角速度，r为离心半径。5.根据权利要求4所述的高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，所述混合粉末包括U3Si粉末、U3Si2粉末和U3Si5粉末；步骤S2包括：S2.1、将所述混合粉末倒入蝶形转盘中，所述蝶形转盘以第一转速ω1进行转动，将所述混合粉末中密度最大的U3Si粉末甩出至第一收集器内；S2.2、待U3Si粉末完全甩出后降低所述蝶形转盘的转速，剩余不同密度的粉末在所述蝶形转盘内粉层；S2.3、提高所述蝶形转盘的转速至第二转速ω2，将剩余粉末中密度较大的U3Si2粉末甩出至第二收集器内；S2.4、待U3Si2粉末完全甩出后降低所述蝶形转盘的转速；S2.5、提高所述蝶形转盘的转速至第三转速ω3，将剩余粉末中的U3Si5粉末甩出至第三收集器内。6.根据权利要求1所述的高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，所述核芯的直径为500μm-800μm。7.根据权利要求1所述的高铀密度包覆燃料颗粒的制造方法，其特征在于，步骤S3包括：S3.1、将分离出的U3Si2粉末与粘结剂混...
【专利技术属性】
技术研发人员：马赵丹丹，李锐，黄华伟，刘彤，高思宇，张显生，廖业宏，任啟森，张强，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，广东核电合营有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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