一种亚化学计量ＵＯ２－ｘ环形芯块的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种亚化学计量ＵＯ２－ｘ环形芯块的制备工艺，包括以下步骤：（１）原料ＵＯ２＋ｘ粉末球磨；（２）原料ＵＯ２＋ｘ粉末用Ｈ２作为还原介质，还原温度为５００℃～６００℃，保温时间１～４小时；（３）金属铀粉末制备和有机物干包敷工艺表面处理；（４）ＵＯ２＋ｘ＋Ｕ混合粉末制备；（５）环形压坯压制成型；（６）环形芯块在纯度≥９９．９９％的氩气＋氢气混合气体，混合气体中氢气的体积比为６％～１０％，在１１５０～１２００℃保温１～２小时，再升温至１６５０℃～１７５０℃、２～４小时保温烧结。该发明专利技术提供了一种无杂质混入，Ｏ／Ｕ＜２．００、高密度、大晶粒的亚化学计量ＵＯ２－ｘ环形芯块的制备工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种亚化学计量UO_2-x环形芯块的制备工艺的制作方法—种亚化学计量uo2_x环形芯块的制备工艺
本专利技术涉及核燃料芯块制备的
，特别涉及一种制备0/U原子比小于2的亚化学计量UO2-X环形芯块的制备工艺。
技术介绍
亚化学计量UO2-X环形芯块是一种设计新颖的核燃料芯块，这种燃料芯块主要用于特殊的反应堆中，要求使用环境温度在1800°C以上，径向温度梯度小于200 400°C。环形燃料芯块可以降低高燃耗条件下燃料中心温度，提高燃料比功率；降低燃料0/U比可以降低UO2-X的蠕变速率和蒸发-冷凝迁移速率，增加核燃料裂变热的利用率，并提高此类特殊反应堆燃料元件的运行寿命。与压水堆超化学计量U02+x实心芯块相比，UO2-X芯块由于它的0/U比为亚化学计量，而采用传统的高温还原气氛烧结是难以达到0/U比小于2. 00这一要求的。美国等国家曾报道过采用金属Th和Ca粉末还原U02+x来制备亚化学计量U02_x的工艺，虽然制得了 0/U比小于2. 00的芯块，但是其中混入了 Th、Ca等杂质，对核燃料性能产生了很大的不利影响。俄罗斯在它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚化学计量ＵＯ↓［２－ｘ］环形芯块的制备工艺，该工艺按如下步骤进行：（１）原料ＵＯ↓［２＋ｘ］粉末球磨；（２）原料ＵＯ↓［２＋ｘ］粉末还原；（３）金属铀粉末制备和表面处理；（４）ＵＯ↓［２＋ｘ］＋Ｕ混合粉末制备；（５）环形压坯压制成型；（６）环形芯块高温烧结；其特征在于，所述的步骤（２）中Ｈ２作为还原介质，还原温度为５００℃～６００℃，保温时间１～４小时；步骤（３）中的表面处理为有机物干包敷工艺；步骤（６）中环形芯块高温烧结的条件：在纯度≥９９．９９％的氩气＋氢气的混合气体，混合气体中氢气的体积比为６％～１０％，在１１５０～１２００℃保温１～２小时，再升温至１６５０℃～１７５０℃、２～４小...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尹邦跃，吴学志，屈哲昊，牛恺，郑剑平，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]