摻鈦對UO2微球晶粒生長機(jī)制的影響

王 輝，陳 勇，劉錦洪，尹榮才，肖紅星

中國核動力研究設(shè)計(jì)院 核燃料材料國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041

UO2顆粒的晶粒尺寸對其在核反應(yīng)堆中的輻照時(shí)產(chǎn)生的裂變氣體的行為有重要影響。UO2顆粒的晶粒尺寸越大，裂變氣體的遷移距離越長，裂變氣體的釋放速率越低，降低PCI效應(yīng)。摻雜鈦能有效地促進(jìn)UO2微球的晶粒生長，在相同的燒結(jié)條件下，摻鈦UO2微球的晶粒尺寸比未摻雜的UO2微球要大。摻鈦UO2微球晶粒生長行為和UO2微球必然有一定的差異，因此研究摻鈦UO2微球晶粒生長機(jī)制，對提高和控制摻鈦UO2微球的質(zhì)量、優(yōu)化工藝參數(shù)具有一定的理論指導(dǎo)意義。本工作從摻鈦UO2微球晶粒生長的研究出發(fā)，對摻鈦UO2微球晶粒生長機(jī)制做簡要的探討。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

鈦酸四丁酯(純度不小于98.5%(GC))、w=68%濃硝酸、w=70%濃硫酸、去離子水、超純凈水、尿素、烏洛托品、異辛醇(分析純)、乙醇(分析純)、Span80等，市售。缺酸硝酸鈾酰(ADUN)，實(shí)驗(yàn)室自制。

OKP-H010型超純水器，上海淶科儀器有限公司；JB-2A磁力恒溫?cái)嚢杵?，杭州匯爾儀器公司；溶膠儲罐、分散膠凝裝置，自制；HZH2000-160還原燒結(jié)爐，上海升利測試儀器有限公司；6XB-PC光學(xué)金相顯微鏡，上海光學(xué)儀器廠。

1.2 摻鈦UO2微球制備

固定摻雜鈦量為0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，采用溶膠-凝膠法制備含鈦缺酸硝酸鈾酰溶膠，取一定量酸、去離子水、某鈦化合物、缺酸硝酸鈾酰(ADUN)混合在燒杯中，通過勻速攪拌一段時(shí)間后得到透明的摻鈦ADUN溶膠；摻鈦ADUN溶膠經(jīng)溶膠分散、膠凝、洗滌、煅燒、還原燒結(jié)等工藝得到摻鈦UO2微球。其中燒結(jié)氣氛為H2；……