一种二氧化铀单晶/纳米金刚石复合燃料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种二氧化铀单晶/纳米金刚石核燃料芯块及其制备方法，包括以下步骤：S1、提供一种UO

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化铀单晶/纳米金刚石复合燃料及其制备方法
本专利技术属于核电
，目的在于解决现有二氧化铀(UO2)芯块热导率低的问题，具体涉及一种二氧化铀单晶/纳米金刚石复合燃料及其制备方法。
技术介绍
二氧化铀(UO2)燃料芯块具有熔点高、高温稳定性好、化学稳定性好和辐照稳定性好的优点，大量使用在现有商业反应堆中。但随着反应堆的运行及燃耗的加深，燃料芯块中心温度过高，氧化铀热导率小而造成燃料温度梯度过大，从而影响燃料的安全。2011年日本福岛核电事故的发生，揭示了现有核燃料元件面对重大事故的固有安全性不足，暴露了目前在世界上广泛应用的二氧化铀-锆(UO2-Zr)轻水堆燃料体系在抵抗严重事故方面存在重大风险。提高燃料在设计基准事故和严重事故情况下的安全性，同时提高燃料在正常工况下的性能，是亟待解决的问题。在不改变反应堆设计的前提下，针对现有核燃料形式进行改进，提高二氧化铀燃料的热导率等关键指标，是目前主要的研究方向之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种二氧化铀单晶/纳米金刚石复合燃料及其制备方法，从而解决目前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化铀单晶/纳米金刚石核燃料芯块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、提供一种UO

【技术特征摘要】
1.一种二氧化铀单晶/纳米金刚石核燃料芯块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供一种UO2单晶；
S2、UO2单晶热处理：将步骤S1制备的UO2单晶经过超声清洗除去杂质，自然晾晒后装入坩埚，在烧结炉内进行高温退火，获得结构完整的UO2单晶颗粒；
S3、UO2单晶涂层包覆：将步骤S2制备的UO2单晶颗粒过筛处理，选取一定粒径的UO2单晶颗粒，采用化学气相沉积的方法在UO2单晶颗粒表面涂覆一层热解炭涂层，得到包覆型UO2单晶颗粒；
S4、粉体混合：将步骤S3制备的包覆型UO2单晶颗粒、纳米金刚石粉体与烧结剂按照一定的体积比放入混料罐内密封混合；
S5、装料：根据模具尺寸，裁剪适当的碳毡，表面喷涂氮化硼喷剂，放置于干燥箱烘干，将喷涂氮化硼喷剂的碳毡垫于模具内侧及两端，缓缓加入步骤S4制备的混合粉体，不断振动摇晃，避免混合物分层聚集，必要时可通过压片机加压；以及
S6、致密化烧结：将压制好的模具进行放电等离子体快速烧结，即可获得一种二氧化铀单晶/纳米金刚石复合燃料芯块。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述UO2单晶采用电解方法制备。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，UO2单晶高温处理温度为1200℃～1800℃，升/降温速率为3～...

【专利技术属性】
技术研发人员：严超，林俊，王鹏，曹长青，张锋，黄鹤，朱智勇，尤，卢俊强，朱丽兵，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31