一种事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块及其制备方法技术

本发明专利技术涉及核燃料技术领域，具体涉及一种事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块及其制备方法，该方法包括以下步骤：将CeO<subgt;2</subgt;粉末预先烧结以制备CeO<subgt;2</subgt;胚料，将CeO<subgt;2</subgt;胚料置于填充有氧化锆粉末的模具中，然后在1500～1550℃烧结，使CeO<subgt;2</subgt;芯块晶粒长大同时避免被石墨还原为Ce<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，得到大晶粒CeO<subgt;2</subgt;模拟燃料芯块。本发明专利技术的方法得到的大晶粒模拟燃料芯块，致密度高，平均晶粒尺寸101.3μm～165.4μm，具有良好的组织和力学性能，其致密度为92.9％～93.8％，维氏硬度为6.62GPa～6.89GPa。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核燃料，具体涉及一种事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块及其制备方法。

技术介绍

1、二氧化铀燃料芯块，具有高熔点、良好的高温热稳定性、与金属包壳化学相容性好、优异的抗辐照性能等优点，是目前商用反应堆使用最广泛的核燃料芯块。然而，目前核电站反应堆在uo2燃料达到一定燃耗后，裂变产物释放导致燃料芯块肿胀，芯块-包壳机械相互作用引起包壳管的径向变形和轴向变形。为了防止包壳破裂，裂变产物释放到一回路，只能在u235利用率很低的情况下就更换新的燃料组件。

2、为降低反应堆维护和核燃料后处理产生的费用，提高uo2燃料燃耗、延长燃料组件换料周期，同时提升反应堆的安全裕量，核工业界提出了事故容错燃料的概念。大晶粒uo2芯块作为一种事故容错燃料，相较于常规晶粒燃料具有热导率增大、机械性能提高、抗辐照性能提高、晶格氧化还原性改善等优点。因此，大晶粒uo2燃料可以加深反应堆燃料燃耗，延长核反应堆燃料组件的换料周期，并提高燃料的安全性，作为事故容错燃料候选燃料之一，具有广阔的应用前景。

3、目前，大晶粒uo2燃料主要通过掺杂助长剂来制备，例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，在750℃烧结过程中，模具两端的压力设置为120MPa。

3.根据权利要求2所述的事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，在1500～1550℃烧结过程中，模具两端的压力设置为40MPa。

4.根据权利要求1所述的事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，在1500～1550℃烧结的时间为10～30min。

5.根据权利要求1所述的事故容错燃料的大晶粒模...

【技术特征摘要】

1.一种事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，在750℃烧结过程中，模具两端的压力设置为120mpa。

3.根据权利要求2所述的事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，在1500～1550℃烧结过程中，模具两端的压力设置为40mpa。

4.根据权利要求1所述的事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，在1500～1550℃烧结的时间为10～30min。

5.根据权利要求1所述的事故容错燃料的大晶粒模拟燃料芯块的制备方法，其特征在于，制备ceo2胚料的过程中，预先烧结的温度为750℃。

6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鹏辉，唐传宝，吴璐，纪晓宇，斯嘉轩，闫旭，卢晨阳，滕常青，谢东升，方忠强，杜思佳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：