ES2324861T3 - Procedimiento para producir pastillas de combustible nuclear del tipo mox. - Google Patents
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Abstract
Utilización de aluminosilicato como potenciador de la difusión en un procedimiento para producir pastillas de combustible nuclear del tipo óxido mixto, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de preparar una combinación de polvos que comprende óxidos de uranio y plutonio así como aluminosilicato, y compactar y sinterizar dicha combinación de polvos.
Description
Procedimiento para producir pastillas de
combustible nuclear del tipo MOX.
La presente invención se refiere en general a un
procedimiento para producir pastillas de combustible nuclear del
tipo MOX.
\vskip1.000000\baselineskip
Las pastillas de combustible nuclear de óxido de
uranio y plutonio mixto (MOX) se utilizan ampliamente en reactores
nucleares comerciales convencionales en los principales países
europeos que emplean energía nuclear. Es uno de los combustibles más
comunes para las centrales nucleares comerciales, en particular para
reactores de agua ligera (LWR), por ejemplo reactores de agua a
presión (PWR) y reactores de agua en ebullición (BWR).
La fabricación industrial de pastillas de
combustible de MOX se basa en procedimientos que implican todos
preparar una mezcla de polvos de óxido de uranio y óxido de
plutonio, y compactar y sinterizar la mezcla de polvos a altas
temperaturas bajo atmósferas apropiadas para obtener pastillas con
las características adecuadas (geometría, densidad, composición
química e isotópica).
Uno de estos procedimientos se denomina MIMAS
(que significa Micronized MASter blend - véase por ejemplo "MOX
FUEL FABRICATION AND IN-REACTOR PERFORMANCE", por
D. Haas, M. Lippens, Proc. of the Internat. Conference on Future
Nuclear Systems, GLOBAL 97, páginas 489 a 494) y normalmente implica
moler una combinación de polvos primaria de óxido de
U-Pu con un contenido en plutonio de aproximadamente
el 30%. Esta combinación de polvos primaria se diluye con un polvo
de óxido de uranio libre de plutonio para dar una combinación de
polvos secundaria con el contenido en plutonio deseado
(habitualmente del 3-12% en peso de Pu). La
combinación de polvos secundaria se compacta y sinteriza entonces
para obtener las pastillas de MOX. Este procedimiento se utiliza
para producir la mayor parte de la producción mundial de combustible
de MOX comercial.
El procedimiento MIMAS presenta varios
beneficios. En primer lugar, puesto que implica dos etapas
principales de pulvimetalurgia (para la producción de la combinación
de polvos primaria rica en plutonio y para la combinación de polvos
secundaria), permite la combinación cruzada de los lotes de plutonio
primarios con vectores isotópicos de plutonio variables. Incluso en
el caso de grandes variaciones en el vector de plutonio de la
materia prima de PuO_{2}, puede obtenerse un producto final
bastante uniforme en cuanto a la distribución isotópica del
plutonio, cumpliendo las especificaciones requeridas. En segundo
lugar, la combinación primaria puede prepararse por adelantado en
cantidades significativas, almacenarse en periodos de tiempo
intermedios y utilizarse posteriormente para producir los de tres a
cinco enriquecimientos del plutonio diferentes que se requieren en
un lote de suministro para elementos combustibles de LWR. Además, la
fabricación de una combinación primaria rica en plutonio reduce el
volumen de polvo con plutonio que ha de molerse. Finalmente, el
mezclado de la combinación primaria con un polvo de UO_{2}
adecuado da como resultado un polvo fluido, lo que facilita la
manipulación adicional.
Cabe destacar que, como resultado de la
preparación de la combinación secundaria que implica mezclar la
combinación de polvos primaria con el polvo de UO_{2} libre de Pu,
las pastillas sinterizadas son químicamente heterogéneas y de hecho
son, tras la sinterización, un material
cerámico-cerámico compuesto de dos fases (o CERCER)
que consiste en partículas de (U,Pu)O_{2} (de
10-200 \mum de diámetro) dispersadas en una matriz
de UO_{2}. El tamaño de grano de ambas fases cerámicas es
normalmente de 5 \mum. Esta heterogeneidad en la pastilla final
conduce desafortunadamente a dos inconvenientes principales en la
utilización de este tipo de combustible en el ciclo del
combustible
nuclear:
nuclear:
- \bullet
- Durante su irradiación en un reactor nuclear, el polvo producido está situado en las partículas ricas en Pu. Esto conduce a temperaturas localmente más altas y al quemado del combustible, lo que a su vez induce un mayor daño local del material y una mayor liberación del gas de fisión. Esto afecta de manera perjudicial a la concesión de licencias del combustible (los permisos para el combustible de MOX son significativamente menos que para UO_{2}), a la utilización del material fisible y, de manera concomitante, el rendimiento económico de la inversión en combustible.
- \bullet
- Tras la irradiación, se impide la disolución del combustible gastado en ácido nítrico para el reprocesamiento mediante regiones ricas en plutonio, que son menos solubles.
Con el fin de producir pastillas de MOX que
presentan una distribución de plutonio más homogénea, el documento
EP-A-1 081 716 propone un
procedimiento de MIMAS modificado que comprende por un lado la
preparación convencional de la combinación primaria, y por otro lado
la preparación de un polvo de UO_{2} específico, libre de
plutonio. A continuación, se mezclará este polvo de UO_{2}
específico con la combinación primaria para obtener la combinación
secundaria, que se compactará y sinterizará para producir las
pastillas de MOX deseadas. La preparación de este polvo de UO_{2}
específico implica la siguiente secuencia de subetapas:
- a)
- preparar una disolución acuosa de nitrato de uranilo a la que se le añade entre el 0,5 y el 2% en peso de espesantes orgánicos de modo que se ajusta la viscosidad de la disolución a valores comprendidos entre 20 y 100 centipoises;
- b)
- dispersar la disolución en gotitas;
- c)
- introducir dichas gotitas en un baño de hidróxido;
- d)
- lavar las perlas resultantes;
- e)
- secar las perlas mediante destilación azeotrópica utilizando un disolvente orgánico inmiscible;
- f)
- tratar térmicamente las perlas en una atmósfera oxidante;
- g)
- tratar térmicamente en una atmósfera reductora.
Sin embargo, este procedimiento es bastante
complejo y se desvía del procedimiento convencional, y necesitaría
la instalación de cadenas de producción y desarrollo del control de
procedimiento nuevos, lo que dificultaría o retrasaría su
implementación a nivel industrial.
La patente US nº 3.826.754 describe la
utilización de aditivos tales como aluminosilicato que se asocian o
combinan químicamente con productos de fisión perjudiciales con el
fin de recoger e inmovilizar estos productos de fisión.
Los documentos EP 0 317 772 y EP 0 316 623 se
refieren a procedimientos para fabricar pastillas de combustible
nuclear en los que se utiliza aluminosilicato como agente de
sinterización para controlar el tamaño de grano.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento mejorado para producir pastillas de
combustible nuclear de MOX; lo que conlleva pastillas que presentan
una distribución homogénea de plutonio por toda la pastilla. Este
objetivo se alcanza mediante un procedimiento según la
reivindicación 1.
Un procedimiento para producir pastillas de
combustible nuclear del tipo óxido mixto según la presente invención
comprende las siguientes etapas:
- -
- preparar una combinación de polvos que comprende óxidos de uranio y plutonio; y
- -
- compactar y sinterizar la combinación de polvos para obtener las pastillas de combustible nuclear del tipo óxido mixto.
Se apreciará que en el presente procedimiento la
combinación de polvos que va a compactarse y sinterizarse comprende
adicionalmente aluminosilicato. Se ha encontrado que el
aluminosilicato actúa sorprendentemente como dopante de la
sinterización y por tanto presenta un efecto potenciador de la
difusión para el uranio y plutonio durante la sinterización de las
pastillas, de modo que conduce a una distribución más homogénea del
plutonio por todas las pastillas. La adición del aluminosilicato
(indicado generalmente Al_{2}O_{3}-SiO_{2})
resulta beneficiosa en todos los procedimientos de producción de MOX
que implican la preparación de una combinación de polvos de óxido de
U-Pu, seguido de compactación y sinterización.
Además, el aditivo de aluminosilicato presenta también el efecto
ventajoso de que aumenta el crecimiento del grano durante la
sinterización.
La adición de aluminosilicato potenciará
simultáneamente la difusión de uranio y plutonio entre la fase de
(U, Pu)O_{2} (formada normalmente por aglomeración debido a
la molienda) y la gran matriz de UO_{2}, así como el aumento del
crecimiento del grano de estas fases. La producción de grandes
granos (junto con la distribución de plutonio más homogénea)
minimiza la liberación del gas de fisión y el daño de fisión y
permite que se obtenga un mayor quemado en el reactor y una mejora
significativa concomitante en la economía de combustible.
La implementación del presente procedimiento es
muy sencilla, y las instalaciones convencionales para la producción
de MOX pueden adaptarse fácilmente para que funcionen según el
presente procedimiento, lo que es también ventajoso con respecto al
coste de producción. Para su uso industrial general, las pastillas
fabricadas según el presente procedimiento presentan preferentemente
un contenido en plutonio en el intervalo comprendido entre el 3 y el
12% en peso, lo que se consigue mezclando las cantidades adecuadas
de polvos de óxido de uranio y plutonio.
Se entenderá que, dependiendo del procedimiento
de producción, el aditivo de aluminosilicato puede introducirse en
diferentes fases, por ejemplo durante la preparación de la
combinación de polvos, o en una etapa de mezclado adicional justo
antes de compactar. El aluminosilicato debe añadirse preferentemente
de un modo tal que se mezcle de manera homogénea con los otros
componentes de la mezcla de polvos.
El aluminosilicato se añade preferentemente en
una cantidad comprendida entre el 0,02 y el 0,2% en peso. Este
intervalo se considera adecuado para la utilización industrial, en
particular con respecto a las especificaciones habituales de pureza
y densidad de MOX.
El aluminosilicato está preferentemente en forma
de un polvo fino que presenta un diámetro medio en el intervalo
comprendido entre 0,1 y 10 \mum.
El término aluminosilicato designa generalmente
un compuesto de Al_{2}O_{3} y SiO_{2}, con una cierta razón de
alúmina/silicato. El aluminosilicato que va a utilizarse en el
presente procedimiento presenta preferentemente una razón de
alúmina/silicato del 20 al 60% en moles. Más preferentemente, el
aditivo de aluminosilicato es bentonita, que presenta una razón de
alúmina/silicato del 25% en moles.
Cabe destacar que la utilización de
aluminosilicato como dopante de la sinterización resulta
particularmente eficaz en el procedimiento de MIMAS conocido tal
como se citó anteriormente y, por tanto, permite la producción de
pastillas de MOX con una distribución muy homogénea de plutonio por
toda la pastilla. En un caso de este tipo, se prepara por un lado
una combinación de polvos primaria de óxidos de uranio y plutonio
que presenta un contenido en plutonio en exceso del valor deseado
finalmente. La combinación de polvos primaria se lleva a cabo
preferentemente moliendo y mezclando cantidades adecuadas de óxido
de uranio y óxido de plutonio; el contenido en plutonio puede estar
generalmente comprendido entre el 25 y el 40% en peso. Por otro
lado, se prepara un polvo de óxido de uranio libre de plutonio. A
continuación, se obtiene la combinación de polvos mezclando la
combinación de polvos primaria con el polvo de óxido de uranio libre
de Pu en cantidades adecuadas para conseguir el contenido en
plutonio deseado. Es necesario destacar que el aluminosilicato se
añade preferentemente cuando se mezcla la combinación de polvos
primaria con el polvo de óxido de uranio libre de Pu. Esto permite
un mezclado homogéneo del aluminosilicato con los polvos y evita un
coste adicional de una etapa de mezclado específica posterior. Sin
embargo, también es posible añadir el aluminosilicato al polvo de
óxido de uranio libre de Pu durante su preparación, e incluso puede
añadirse ya el aluminosilicato a la combinación primaria. El
aluminosilicato potencia la difusión de uranio y plutonio entre la
fase de (U,Pu)O_{2} y la fase de UO_{2} para proporcionar
un producto muy homogéneo.
Alternativamente, la preparación de la
combinación de polvos puede llevarse a cabo en una única etapa
moliendo y mezclando óxido de uranio y óxido de plutonio en
cantidades adecuadas para conseguir el contenido en plutonio
deseado. En un caso de este tipo, el aditivo de aluminosilicato se
añade de manera ventajosa durante la preparación de la combinación
de polvos de óxido mixto de modo que se mezcle de manera homogénea
con la misma.
Puede añadirse un lubricante a la combinación de
polvos antes de compactar, preferentemente en una cantidad
comprendida entre el 0,1 y el 0,5% en peso, más preferentemente del
0,3% en peso. También puede añadirse material porógeno cuando se
prepara la combinación de polvos.
Más específicamente con respecto a la etapa de
compactación, la combinación de polvos se compacta preferentemente
dando pastillas aplicando una presión comprendida entre 200 y 600
MPa.
La etapa de sinterización posterior de las
pastillas compactadas tiene lugar entonces preferentemente a una
temperatura por encima de 1500ºC, preferentemente entre 1500 y
1700ºC, y en una atmósfera de Ar/H_{2} humidificada, estando
comprendido el contenido en hidrógeno entre el 1 y el 6% y estando
seleccionada la razón entre las presiones parciales de hidrógeno y
vapor de agua entre 20 y 60.
Según la presente invención puede obtenerse una
pastilla de combustible nuclear del tipo MOX que comprende un
sistema sinterizado de óxidos de uranio y plutonio y que comprende
además aluminosilicato. Esta pastilla de MOX presenta una
distribución de plutonio muy homogénea así como un tamaño de grano
potenciado, y por tanto implica menos liberación de gas y daños de
fisión. Además se simplifica el reprocesamiento de las pastillas de
MOX gastadas.
La presente invención se describirá a
continuación, a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los que:
la figura 1: es una micrografía de una pastilla
de combustible de MOX fabricada según el procedimiento de MIMAS
convencional sin aditivo de aluminosilicato;
las figuras 2 y 3: son micrografías de pastillas
de combustible producidas según una forma de realización preferida
del presente procedimiento, preparadas mediante la adición de 200
ppm y 2000 ppm de bentonita respectivamente;
las figuras 4 y 5: son micrografías de pastillas
de combustible producidas según una realización preferida del
presente procedimiento, preparadas mediante la adición 200 ppm y
2000 ppm de mullita respectivamente.
A continuación, se explicará con mayor detalle
una forma de realización preferida del presente procedimiento,
poniéndose en práctica el procedimiento de acuerdo con el
procedimiento de MIMAS convencional.
En primer lugar, se pesan según lo requerido los
polvos de alimentación de UO_{2} y PuO_{2} (con composiciones
isotópicas específicas) y se mezclan entre sí de la manera
convencional con una razón de Pu/(U+Pu) entre el 25 y el 40% según
se desee. Los polvos de alimentación de UO_{2} y PuO_{2} pueden
presentar un tamaño de partícula promedio comprendido entre
aproximadamente 20 y 80 \mum. Tales polvos de alimentación son
habituales en el campo. Se muele la mezcla de polvos resultante
durante varias horas para obtener una entremezcla finamente dispersa
de los polvos precursores de UO_{2} y PuO_{2}. Esto se conoce
como la combinación primaria, que comprende por tanto agregados de
los polvos precursores, denominados en la presente memoria
partículas de (U, Pu)O_{2}.
A continuación, esta combinación primaria (o
un(os) lote(s) de la misma) se mezcla con polvo de
UO_{2} libre de plutonio, preferentemente de uranio empobrecido,
formando de ese modo una combinación secundaria. El aditivo de
aluminosilicato se añade preferentemente en esta fase de preparación
de la combinación secundaria. La cantidad mínima de aluminosilicato
es preferentemente de aproximadamente el 0,02% en peso. Las
cantidades máximas de aluminosilicato son preferentemente de
aproximadamente el 0,2% en peso, para evitar una disminución en la
densidad del producto final y una producción de cantidad excesiva de
fase cristalina del propio aluminosilicato. Añadiendo el
aluminosilicato cuando se diluye la combinación primaria con el
polvo de UO_{2} libre de Pu, es decir, cuando se prepara la
combinación secundaria, el aluminosilicato entra en contacto con las
partículas de (U, Pu)O_{2} (agregados de la combinación
primaria) y partículas de UO_{2} libres de plutonio, lo que da
como resultado una distribución homogénea del aluminosilicato.
La razón de Al_{2}O_{3}/SiO_{2} se
selecciona preferentemente de entre el 20 y el 60% en moles. Un
aluminosilicato que contiene más de aproximadamente el 90% en moles
de SiO_{2} produce generalmente un producto sinterizado con un
tamaño de grano demasiado pequeño. Por el contrario, si esta razón
es demasiado alta (por encima del 60% en moles, es decir, mullita)
el punto de fusión del aluminosilicato se vuelve demasiado alto y
tiende a reducir el procedimiento de interdifusión esperado,
mientras que aumenta el riesgo de cristalización del
aluminosilicato. Bentonita (con una razón de
Al_{2}O_{3}/SiO_{2} del 25% en moles) es la composición más
preferida.
Se observará que aunque en la presente forma de
realización el aditivo de aluminosilicato se añade durante el
mezclado de la combinación primaria con el polvo de UO_{2} para
formar la combinación secundaria, podría añadirse también al polvo
de UO_{2} libre de plutonio durante su preparación, es decir antes
de mezclar con la combinación primaria. Además, la adición del
aluminosilicato puede realizarse en una etapa de mezclado adicional,
tras la preparación de la combinación secundaria y por tanto justo
antes de compactar, mezclando la combinación secundaria con el
aditivo de aluminosilicato.
Tras la adición del aditivo de aluminosilicato,
puede añadirse un lubricante tal como estearato de zinc para ayudar
en el prensado del polvo y la lubricación de la propia matriz de
prensa. Además del adyuvante de sinterización puede añadirse un
material porógeno (tal como AZB - azodicarboxamida) a la combinación
secundaria para adaptar la densidad de las pastillas producto final
a la requerida. En el presente procedimiento pueden utilizarse estos
y otros lubricantes y porógenos utilizados convencionalmente en la
fabricación de MOX.
Una vez se ha mezclado, se compacta la
combinación secundaria, que incluye los polvos de óxido de uranio y
plutonio y el aditivo de aluminosilicato, dando pastillas utilizando
una prensa adecuada que se hace funcionar normalmente en el
intervalo de comprendido entre 200 y 600 MPa. Estas pastillas se
sinterizan entonces a alta temperatura, preferentemente entre 1500 y
1700ºC, en una atmósfera de Ar/H_{2} humidificada. El contenido en
hidrógeno está comprendido preferentemente entre 1 y 6% mientras que
la introducción de vapor de agua debe dar como resultado una razón
de P_{H2}/P_{H2O} de entre 20 y 60. El agua permite el control
del potencial de oxígeno de la atmósfera gaseosa para mantener la
razón de oxígeno con respecto a metal (O/M) del combustible próxima
a 2,00. Además, provoca una difusión potenciada para formar el
combustible homogéneo y el crecimiento del grano para producir
granos grandes para minimizar la liberación del gas de fisión y
permitir un quemado de mayor duración en el reactor. Como resultado
se obtiene una pastilla de MOX que consiste en un sistema
sinterizado de óxidos de uranio y plutonio y que comprende
aluminosilicato.
El aditivo de aluminosilicato presenta la
capacidad de formar una fase líquida sobre los granos de los
componentes de (U,Pu)O_{2} y UO_{2} del combustible. Esta
fase líquida es la que potencia la difusión y el transporte de
material en el procedimiento de sinterización para proporcionar la
densidad requerida en la especificación y un combustible con una
homogeneidad casi perfecta. Por tanto, el presente procedimiento
permite producir pastillas de MOX que presentan una distribución de
plutonio muy homogénea a lo largo de la pastilla y un tamaño de
grano aumentado.
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Se consiguió la combinación primaria con un
contenido en Pu de aproximadamente el 30% moliendo los polvos de
PuO_{2} y UO_{2} empobrecido en un recipiente con bolas
metálicas de uranio. No se utilizó ningún aditivo (lubricante ni
porógeno). Se colocó en rotación el recipiente sobre un rodillo
durante 6 h. Tras la etapa de moler, la combinación primaria se
tamizó por fuerza para romper aglomerados grandes ricos en Pu de
modo que no se encontraran partículas grandes en la combinación
secundaria. Se mezcló la combinación primaria con UO_{2}
empobrecido en un recipiente colocado sobre un rodillo durante 4
horas; se añadió el 0,3% en peso de estearato de zinc para lubricar
más tarde la matriz de la prensa. Tras la etapa de dilución, el
contenido en Pu final era del 9,3% en peso.
En este ejemplo, se utilizó bentonita como
dopante de aluminosilicato. Se añadió a la combinación secundaria en
el intervalo del 0,02-0,2% en peso. Se tamizó la
mezcla resultante de PuO_{2}, UO_{2} y bentonita a 40 \mum. Se
consiguió la homogeneización del aditivo dejando al recipiente rodar
sobre un rodillo durante 1 h 30.
Se compactó el polvo de MOX dando pastillas
cilíndricas utilizando una prensa bidireccional. El diámetro de la
matriz era de 6,8 mm, y la presión aplicada de aproximadamente 420
MPa. Se sinterizaron las pastillas en un horno bajo una atmósfera de
hidrógeno humidificada con 2000 ppm de agua a 1650ºC durante 6
horas.
La figura 1 muestra la microestructura de una
pastilla de combustible de MOX de referencia producida según el
procedimiento de MIMAS convencional sin ningún aditivo. Las figuras
2 y 3 son micrografías de pastillas de combustible de MOX preparadas
mediante el presente procedimiento con la adición de 200 ppm (el
0,02% en peso) y 2.000 ppm (el 0,2% en peso) de bentonita
respectivamente. En las figuras, la fase de UO_{2} se ha sometido
a ataque químico, y aparece como pequeñas extensiones oscuras con
una estructura fina de los granos de UO_{2}. Los poros se
advierten como regiones totalmente oscuras. Una disminución en las
pequeñas extensiones oscuras (UO_{2}) es el indicador de la
homogeneización.
Tal como puede observarse, la adición de
bentonita da como resultado claramente una homogeneización del
uranio y el plutonio en la pastilla.
La tabla 1 presenta los resultados de la
densidad y el tamaño de grano de (U,Pu)O_{2} (determinado
mediante el procedimiento de intersección lineal media (MLI)) de
pastillas de MOX con diferente contenido de bentonita tras la
sinterización. Aproximadamente 500 ppm de bentonita parece ser el
valor óptimo para conseguir granos grandes sin producir de manera
apreciable una disminución en la densidad de pastilla.
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En este ejemplo, se ha utilizado mullita como
dopante de la sinterización en el intervalo del
0,02-0,2% en peso. Las condiciones de sinterización
y de fabricación de las pastillas fueron similares a las empleadas
en el ejemplo 1.
Las figuras 4 y 5 muestran unas micrografías de
pastillas de combustible de MOX tras el ataque con UO_{2},
preparadas mediante el presente procedimiento con la adición de 200
ppm y 2000 ppm de mullita. Se observa también homogeneización del
plutonio en la fase de dilución de UO_{2} de la combinación
secundaria, pero el efecto no es tan pronunciado como para
bentonita.
La tabla 2 presenta los resultados de la
densidad y el tamaño de grano de (U,Pu)O_{2} de pastillas
de MOX con diferente contenido de mullita tras la sinterización. El
tamaño de grano de la fase de (U,Pu)O_{2} no es tan grande
como el que se encuentra para la adición de bentonita.
Claims (14)
1. Utilización de aluminosilicato como
potenciador de la difusión en un procedimiento para producir
pastillas de combustible nuclear del tipo óxido mixto, comprendiendo
dicho procedimiento las etapas de preparar una combinación de polvos
que comprende óxidos de uranio y plutonio así como aluminosilicato,
y compactar y sinterizar dicha combinación de polvos.
2. Utilización según la reivindicación 1,
caracterizada porque el contenido en aluminosilicato en dicha
combinación de polvos está comprendido entre el 0,02 y el 0,2% en
peso.
3. Utilización según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque dicho aluminosilicato presenta una razón
de alúmina/silicato del 20 al 60% en moles.
4. Utilización según la reivindicación 3,
caracterizada porque dicho aluminosilicato presenta una razón
de alúmina/silicato de 25% en moles.
5. Utilización según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha etapa
de preparación de dicha combinación de polvos comprende,
preparar una combinación de polvos primaria de
óxidos de uranio y plutonio que presenta un contenido en plutonio en
exceso del valor deseado finalmente;
preparar un polvo de óxido de uranio libre de
plutonio;
mezclar dicha combinación de polvos primaria con
dicho polvo de óxido de uranio libre de plutonio en cantidades
adecuadas para conseguir el contenido en plutonio deseado;
en la que dicho aluminosilicato se añade a dicha
combinación de polvos primaria y/o a dicho polvo de óxido de uranio
libre de plutonio.
6. Utilización según la reivindicación 5,
caracterizada porque dicha preparación de dicha combinación
de polvos primaria se lleva a cabo moliendo y mezclando cantidades
adecuadas de óxido de uranio y óxido de plutonio.
7. Utilización según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizada porque dicho contenido en plutonio en dicha
combinación de polvos primaria está comprendido entre el 25 y el 40%
en peso.
8. Utilización según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicha
preparación de dicha combinación de polvos se lleva a cabo moliendo
y mezclando óxido de uranio y óxido de plutonio en cantidades
adecuadas para conseguir el contenido en plutonio deseado.
9. Utilización según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha
combinación de polvos comprende entre el 3 y el 12% en peso de
plutonio.
10. Utilización según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se añade un
lubricante antes de dicha etapa de compactación.
11. Utilización según la reivindicación 10,
caracterizada porque dicho lubricante se añade en una
cantidad comprendida entre el 0,1 y el 0,5% en peso, preferentemente
del 0,3% en peso.
12. Utilización según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se añade
material porógeno antes de dicha etapa de compactación.
13. Utilización según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
compactación de dicha combinación de polvos para dar pastillas se
obtiene aplicando una presión comprendida entre 200 y 600 MPa.
14. Utilización según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
sinterización de dichas pastillas compactadas tiene lugar a una
temperatura de al menos 1500ºC, preferentemente entre 1500 y 1700ºC,
y en una atmósfera de Ar/H_{2} humidificada, estando comprendido
el contenido en hidrógeno entre el 1 y el 6% y estando seleccionada
la razón entre las presiones parciales de hidrógeno y vapor de agua
entre 20 y 60.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP03101559A EP1482517B1 (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Process for producing nuclear fuel pellets of the mox type |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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