PL414768A1 - Sposób wytwarzania węglika uranu o ziarnach sferycznych i nieregularnych jako prekursora paliwa do reaktorów nowej, IV generacji - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania węglika uranu o ziarnach sferycznych i nieregularnych przy zastosowaniu kwasu askorbinowego, jako prekursora paliwa do reaktorów jądrowych IV generacji. Sposób polega na tym, że do wodnego roztworu kwasu askorbinowego, podczas intensywnego mieszania, dodaje się tritlenek uranu przy określonym stosunku obu substratów UO3 : ASC jak 1 mol UO3 do 0,9 - 1,5 mola ASC, roztwór miesza się do uzyskania jednorodnego zolu, a następnie, w celu otrzymywania jako końcowego produktu UC w postaci ziaren nieregularnych, odparowuje się wodę z zolu, suchy żel uranylowo-askorbinowy mieli się i poddaje obróbce termicznej, czyli prażeniu w atmosferze argonu stosując powolne grzanie 1°C/min do 500°C, a następnie szybsze 3°C/min do 900°C w piecu, po czym zmienia się atmosferę na mieszaninę 95% azotu z 5% wodoru i prowadzi wygrzewanie przez 4 godziny, a uzyskaną mieszaninę ditlenku uranu z węglem ogrzewa się do temperatury 1600°C z szybkością 3°C/min, prowadząc wygrzewanie (redukcję karbotermiczną) przez 2 - 5 godzin, korzystnie 4 godziny, po czym próbkę schładza się z szybkością 7°C/min do temperatury otoczenia. Podobnie postępuje się w sposobie otrzymywania proszku węglika uranu o ziarnach sferycznych, gdzie zol z pierwszego etapu dozuje się do reaktora szklanego z mieszadłem zawierającego intensywnie mieszaną ciecz żelującą. Ciecz żelującą stanowi 2-etyloheksanol (2EH), z 1% obj. w stosunku do 2EH monooleinianu sorbitolu (SPAN-80). Po zakończeniu dozowania zmniejsza się obroty do 500 obr/min i miesza przez kolejną godzinę. Po tym czasie ciecz dekantuje się, a oddzielone sferyczne ziarna żelowe przemywa kilkukrotnie acetonem, suszy na powietrzu 12 - 36 godzin, oraz w temperaturze 100°C przez 12 - 24 godzin, następnie prowadzi się prażenie uzyskanych sferycznych ziaren żelu jw., w atmosferze argonu stosując powolne grzanie 1°C/min do 500°C, a następnie szybsze 3°C/min do 900°C, po czym zmienia się atmosferę na mieszaninę 95% azotu z 5% wodoru i prowadzi wygrzewanie przez 4 godziny, a uzyskaną mieszaninę poddaje się redukcji karbotermicznej jak opisano powyżej.