SE448328B - Forfarande for framstellning av en kernbrenslekuts med ringformiga skikt och kernbrenslekuts framstelld enligt forfarandet - Google Patents

Description

" sintringen, 448 328 som omfattar att man använder två satser av pulverformigt kärn- bränslematerial; som skiljer sig åt beträffande isotopisk anrik- ning, att man formar satserna till ämnen för den centrala resp; den yttre delen, att man sammanför ämnena och pressar det samman- satta materialet för bildning av en sammansatt presskropp och att man sintrar den sammansatta presskroppen, varvid förfarandet kännetecknas av att satserna av kärnbränslematerial är i granule- rad form och är kombinerbara med varandra med avseende på kemis- ka och värmeutvidgningsegenskaper, att ämnena till den cengrala _ resp. den yttre delen formas genom pressning av vardera av de gra- nulerade satserna vid lägre tryck än som användes vid pressning av den sammansatta presskroppen och att ämnena till den centrala och den yttre delen är väsentligen keramiskt identiska till så- dan utsträckning, att de kommer att krympa i samma grad och vid ungefär samma hastignet under sintringi Z Uppfinningen avser även en kärnbränslekuts med ringformiga skikt, vilken framställts genom förfarandet enligt uppfinningen.

Både oxider och karbider anses vara lämpliga eldfasta material för användning i kärnbränslekutsar och kan användas i föreliggan- de uppfinning; Emellertid underförstås att vid val av eldfast ma-I terial för användning i uppfinningen måste normala försiktignets- åtgärder iakttagas genom användning av eldfasta pulver med lik- nande aktivitet för de två delarna, samt att_ in a) de två delarna skall vara kemiskt kombinerbara med varandra och med sintringsatmosfären, b) värmeutvidgningskännetecknen för de två delarna skall vara kombinerbara, " f ' f f c) ingendera delen skall genomgå en fasförändring, som förorsa- kar en volymändring inom det temperaturområde, som råder under d) de två delarna skall vara keramiskt identiska till sådan ut-d sträckning, att de kommer att krympa med samma mängd och vid un-, gefär samma hastighet under sintring.

'Det föredragna eldfasta materialet utgöres av urandioxid, var- till kan sättas andra material för att underlätta sintring, för- bättra kornstorlek/tillväxt eller ge porer med reglerad densitet¿ \ 53% ._>l-^ 3 samt tillsatser, som_ger kärnkännetecken, t.ex. plutoniumdioxid.' Fördelar med kutsar med ringformiga skikt, vari delarna är sam- manbundna i enlighet med föreliggande uppfinning, utgör den kla- 'ra uppdelningen mellan delarna, de fixerade positionerna för de- larna i förhållande till varandra och det.fullständiga utnyttjan- _det av det tillgängliga utrymmet för bränslekutsarna.

I ett föredraget exempel på utförande av uppfinningen användes två satser av urandioxidpulver med 3,52% anrikning och 0,387% anrikning; Det 3,52% anrikade pulvret blandades med tillräcklig. mängd flyktig porbildande tillsats för sänkning av den slutliga' sintrade-densiteten för kutsen, som framställts med denna oxid, med 5%. Ingen tillsats gjordes till den 0,387% anrikade oxiden.

Pulvren komprimerades separat vid 0,75 te/cm2 och granulerades genom en sikt med storleken 120Ö mikrometer. 0,2% zinkstearat till- sattes såsom Smörjmedel till båda kornsatserna som därefter pres- 2 för bildning av en central del och sades i formar vid 1,5 te/cm en ringformig del till kutsar med en densitet av 4,9-5,2 g per cmz, varvid det 3,52% anrikade materialet användes för den yttre ringformiga delen och det O,387% anrikade materialet för den cent- rala delen. De yttre ringformade delarna pressades i en form med en avlägsningsbar karnstav, som uttogs efter pressning, varvid erhölls ett hål. En central del infördes i hålet i vardera yttre del och en stamp med plan överdel användes för pressning av de_ sammansatta delarna till en slutlig osintrad densitet av 5,6-5,8 g/cmz med användning av ett tryck av 4 te/cmz. Det sammansatta Z vkomprimerade materialet sintrades därefter i ca 5 timmar vid ï1700OC; Detta gav sammanhängande kutsar med en total densitet in- om området 95,2-95,6% av den teoretiska, varvid den ringformiga _ delen och den centrala delen hade en densitet av 98,7 resp. 93,7%.

Kutsar med ringformiga skikt med ett centralt hål kan framställas på liknande sätt med användning av en form med fast stavformig 'kärna för pressning av de sammansatta centrala och yttre rinqfor- miga delarna.

Claims (1)

1. 44saz2a :gitarren a 1. Förfarande för framställning av en karnbränslekuts med rinqformiga skikt; vilken nuvndsakligen består av en central' del och en yttre ringformig del. som omdiver den centrala de- len. vilket omfattar att man använder två satser av pulverfor- migt kärnbränslematerial, sam skiljer sig åt beträffande ísoto- pisk anrikníng, att man formar satserna till ämnen för den centrala resa. den vttre delen; att man sammanför ämnena och pressar det sammansatta materialet för bildning av en samman» satt presskropvz ocn att man sintrar den sammansatta presskrope pen: eklä nen e t e cdk n a t av att satserna av kärnbränsle- material är i granulerad form och är kombinerhara med varandra med avseende på kemiska och vârmeutvidgningsegenskaper. att äm-'* nena till den centrala resp; den yttre delen formas genom 7 pressníng av vardera av de granulerade satserna vid lägre tryck än som användes vid pressning av den sammansatta presskroppen och att_ämnena till den centrala och den yttre delen är väsent» liqen keramiskt identiska.till sådan utsträckning. att de kom~ mer att krympa i samma grad och vid ungefär samma hastighet un~ der sintrínq. f, 2f Förfarande enligt krav l. k ä n n e t e c k-n a t av att samma kärnbränslematerial användes i båda satserna. 3.' Förfarande enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a t av att det Qranulerade kärnbrânslemateríalet i båda satserna har sik- tats genom samma siktstorlek. Ä. Förfarande enlidt något av krav 1-3, ,k ä n n e t e c k ~ 1 nea t av att en flyktig porbildare tillsättes till satsen för bildning av ämnet för den yttre delen för sänkning av den slut- liga densiteten för den yttre delen. 5. Förfarande enligt.krav 4. k ä n n~e t e c k n a t av att "11 1,1: all* 5 l 448 528 mängden tillsatt flyktig porbildare är sådan att den slutliga densíteten för den yttre delen sänkes med ca 5%. 6lg Förfarande enligt något av krav l~5. k ä n n e t e c k - n a t _av att den centrala och den yttre delen vardera omfattar urandíoxíd.'r 7. Förfarande enlígt_något av krav l»6, k ä n n e t e c k ~ n a t av att plntonínmdíoxid är närvarande i åtminstone den ena av den centrala och den Yttre delen. 8. -Förfarande enligt krav 1. 'k ä n n e t e c k n a t av att man använder urandioxid innehållande en tillsats, som ger kärn- _kännetecken. 9. Förfarande enligt-något av krav 1-8. k ä n n e t e c k ~ n'a t av att den centrala delen har ríngform för bildning av en rínqformig kärnbränslekuts med flera ringformíga skikt. lo. Kärnbränslekuts med ríngformíga skikt. k ä n n e ~ t e c_k n a t av att den är framställd enligt något av krav 1-9. d