WO2007055615A2 - Combustible nucleaire rendu amorphe - Google Patents
Combustible nucleaire rendu amorphe Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007055615A2 WO2007055615A2 PCT/RU2006/000435 RU2006000435W WO2007055615A2 WO 2007055615 A2 WO2007055615 A2 WO 2007055615A2 RU 2006000435 W RU2006000435 W RU 2006000435W WO 2007055615 A2 WO2007055615 A2 WO 2007055615A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- microparticles
- fuel
- amorphised
- metal
- thorium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
- G21C3/44—Fluid or fluent reactor fuel
- G21C3/46—Aqueous compositions
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
- G21C3/44—Fluid or fluent reactor fuel
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
- G21C3/44—Fluid or fluent reactor fuel
- G21C3/46—Aqueous compositions
- G21C3/50—Suspensions of the active constituent; Slurries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Definitions
- the invention relates to the field of nuclear energy. Usually for the prospective development of thorium energy in terms of the future historically inevitable transfer of global nuclear energy to the use of thorium instead of uranium.
- the closest analogue is the known nuclear fuel in the form of a suspension using heavy water as a dispersion medium, in which solid fuel microparticles (less than 10 microns in size) containing fissile isotopes are distributed (weighed) uranium.
- an additional particularly important distinguishing feature of the proposed new nuclear fuel is the use of the above metal microparticles not with their usual crystalline structure, but with an amorphous structure inherent in known metal glasses. It is the amorphous structure of metal microparticles that ensures their extremely high chemical stability, in particular in heavy water, preferably used as a dispersion medium. This has been experimentally confirmed by numerous studies of metal glasses, of the most diverse composition, and this is generally fundamentally determined by the physicochemical nature of the amorphous state as such (see ⁇ Amorphous Metals ", Suzuki K. et al., M.
- microparticles of monofraction composition are used, that is, with approximately the same geometric shapes and characteristic sizes.
- microparticles for example, amorphized beryllium and (or) carbon, are introduced into the dispersed phase of the suspension.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Аморфизированное ядерное топливо
1. Изобретение относится к области ядерной энергетики. Преимущественно к перспективному развитию ториевой энергетики в плане будущего исторически неотвратимого перевода мировой ядерной энергетики на использование тория вместо урана.
2. Наиболее близким аналогом (прототипом) является известное ядерное топливо в виде суспензии с использованием в качестве дисперсионной среды тяжелой воды, в которой в качестве дисперсной фазы распределены (взвешены) твердые топливные микрочастицы (размером менее 10-ти мiср.), содержащие делящиеся изотопы урана.
В указанном прототипе использовались микрочастицы керамического типа, получаемые из окисных соединений, в частности, из двуокиси урана и тория. Такое ядерное топливо впервые было предложено более 50-ти лет назад. Специальный исследовательский реактор с ядерным топливом в виде указанной суспензии проработал в течение 1975 -1977гг. (см. «Status апd рrоsресt оf thеrmаl brееdiпg. Рrеlimiпаrу rероrt. IAEA CN-36/302/p.513»).
В итоге был экспериментально подтвержден, с одной стороны, целый ряд очень важных перспективных достоинств суспензионного ядерного топлива, но, с другой - одновременно вскрылись, как минимум, два решающих недостатка прототипа, а именно: отрицательное проявление в контуре рециркуляции такого топлива абразивных свойств применяемых керамических топливных микрочастиц, а также свойственная им сравнительно низкая плотность по ядерной концентрации тяжелых ядер. Вскрывшиеся недостатки на фоне конкурирующих альтернативных направлений привели к тому, что дальнейшие работы по использованию ядерного топлива в виде указанных водных суспензий были прекращены.
3. Сущность данного изобретения выражается в преодолении вышеуказанных недостатков прототипа. Это достигается путем перехода от предыдущего использования в составе суспензии керамических топливных материалов к применению соответствующих микрочастиц, изготавливаемых в данном случае из металлов, предпочтительно из сплавов на основе металлического тория с легирующей присадкой к таким сплавам урана -235 и (или) шгyтoния-239.
Предлагаемый переход к указанным металлическим топливным микрочастицам не только практически полностью исключает вышеупомянутые отрицательные абразивные свойства прототипа, но и обеспечивает такой топливной суспензии максимально
возможную концентрацию в ней тяжелых ядер, в частности, делящихся веществ, свойственную применяемой теперь именно металлической форме.
Одновременно дополнительным особо важным отличительным признаком предлагаемого нового ядерного топлива является применение вышеуказанных металлических микрочастиц не с их обычной кристаллической структурой, а с аморфной структурой, свойственной известным металлическим стеклам. Именно аморфная структура металлических микрочастиц обеспечивает их предельно высокую химическую устойчивость, в частности, в тяжелой воде, предпочтительно используемой в качестве дисперсионной среды. Это экспериментально подтверждено известными многочисленными исследованиями металлических стекол, причем самого разнообразного состава и это вообще принципиально определяется физико-химической природой именно аморфного состояния как такового (см. ^Аморфные мeтaллы», Судзуки К. и др., M.
1987г.).
В перспективном технологическом применении предлагаемого аморфизированного топлива становится важной его следующая отличительная особенность, а именно: в дисперсной фазе суспензии используют микрочастицы монофракционного состава, то есть с примерно одинаковыми геометрическим формами и характерными размерами.
Кроме того, исходя из соображений перспективного создания повышенных нейтронно-физических характеристик предлагаемого топлива, в состав дисперсной фазы суспензии вводятся дополнительные микрочастицы, например, аморфизированного бериллия и (или) углерода.
Claims
1. Аморфизированное ядерное топливо представляющие собой суспензию с использованием в качестве дисперсионной среды, например, тяжелой воды, в которой распределены (взвешены) в виде дисперсной фазы твердые топливные микрочастицы (размером менее 10-ти мкр.), содержащие делящиеся изотопы урана и (или) плутония, отличающееся тем, что в качестве твердых топливных микрочастиц применяют микрочастицы изготовленные из металлов, например, из сплавов на основе металлического тория с легирующей присадкой к таким сплавам ypaнa-235 и (или) плyгoиния-239 и при этом указанные металлические топливные микрочастицы исходно технологически созданы не с кристаллической, а с аморфной структурой, свойственной известным металлическим стеклам.
2. Аморфизированное ядерное топливо по п. 1, отличающиеся тем, что в его дисперсной фазе применяют микрочастицы монофракционного состава.
3. Аморфизированное ядерное топливо по п.п. 1 и\или 2, отличающиеся тем, что в состав дисперсной фазы топливной суспензии введены дополнительные микрочастицы, например, аморфизированного бериллия и (или) углерода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP06812902A EP1930911A4 (de) | 2005-08-18 | 2006-08-17 | Amorphisierter kernbrennstoff |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005127192/06A RU2352003C2 (ru) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | Аморфизированное ядерное топливо |
RU2005127192 | 2005-08-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2007055615A2 true WO2007055615A2 (fr) | 2007-05-18 |
WO2007055615A3 WO2007055615A3 (fr) | 2007-07-05 |
Family
ID=37990524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2006/000435 WO2007055615A2 (fr) | 2005-08-18 | 2006-08-17 | Combustible nucleaire rendu amorphe |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1930911A4 (ru) |
RU (1) | RU2352003C2 (ru) |
WO (1) | WO2007055615A2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9799414B2 (en) | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same |
US10176898B2 (en) | 2010-11-15 | 2019-01-08 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing a neutron absorber |
US10950356B2 (en) | 2010-11-15 | 2021-03-16 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same |
US11361873B2 (en) * | 2012-04-05 | 2022-06-14 | Shine Technologies, Llc | Aqueous assembly and control method |
US11830637B2 (en) | 2008-05-02 | 2023-11-28 | Shine Technologies, Llc | Device and method for producing medical isotopes |
US11894157B2 (en) | 2010-01-28 | 2024-02-06 | Shine Technologies, Llc | Segmented reaction chamber for radioisotope production |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481657C2 (ru) * | 2010-02-25 | 2013-05-10 | Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Таблетка ядерного топлива |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2833618A (en) * | 1945-05-28 | 1958-05-06 | Edward C Creutz | Separating uranium containing solids suspended in a liquid |
NL243689A (ru) * | 1955-12-21 | 1900-01-01 | ||
DE1251295B (de) * | 1958-05-14 | 1967-10-05 | Stichtmg Reactor Centrum Neder land, Den Haag | Verfahren zur Herstellung von femteiligem Urandioxyd bestimmter Teilchengroße |
BE585959A (ru) * | 1958-12-30 | |||
DE1294571B (de) * | 1960-05-16 | 1969-05-08 | Westinghouse Electric Corp | Kernbrennstoff fuer Suspensionsreaktoren |
US3048474A (en) * | 1961-12-07 | 1962-08-07 | Leon E Morse | Catalytic recombination of radiolytic gases in thorium oxide slurries |
US3312526A (en) * | 1962-10-15 | 1967-04-04 | Charles K Hanson | Method and catalyst for combining hydrogen and oxygen in thorium oxide slurries |
RU2244351C2 (ru) * | 2003-03-11 | 2005-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Твердый мелкодисперсный теплоноситель и способ его получения |
-
2005
- 2005-08-18 RU RU2005127192/06A patent/RU2352003C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-08-17 EP EP06812902A patent/EP1930911A4/de not_active Withdrawn
- 2006-08-17 WO PCT/RU2006/000435 patent/WO2007055615A2/ru active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See references of EP1930911A4 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11830637B2 (en) | 2008-05-02 | 2023-11-28 | Shine Technologies, Llc | Device and method for producing medical isotopes |
US11894157B2 (en) | 2010-01-28 | 2024-02-06 | Shine Technologies, Llc | Segmented reaction chamber for radioisotope production |
US9799414B2 (en) | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same |
US10176898B2 (en) | 2010-11-15 | 2019-01-08 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing a neutron absorber |
US10950356B2 (en) | 2010-11-15 | 2021-03-16 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same |
US11361873B2 (en) * | 2012-04-05 | 2022-06-14 | Shine Technologies, Llc | Aqueous assembly and control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2352003C2 (ru) | 2009-04-10 |
EP1930911A4 (de) | 2008-12-17 |
EP1930911A2 (de) | 2008-06-11 |
RU2005127192A (ru) | 2007-02-27 |
WO2007055615A3 (fr) | 2007-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007055615A2 (fr) | Combustible nucleaire rendu amorphe | |
Liu et al. | Vacancy trapping mechanism for hydrogen bubble formation in metal | |
Krasheninnikov et al. | Plasma recombination and divertor detachment | |
Soliman et al. | Fast and efficient cesium removal from simulated radioactive liquid waste by an isotope dilution–precipitate flotation process | |
RU2551654C2 (ru) | Способ получения пористого ядерного топлива на основе по меньшей мере одного младшего актинида | |
US10109381B2 (en) | Methods of forming triuranium disilicide structures, and related fuel rods for light water reactors | |
US9190180B2 (en) | Method for preparing a powder of an alloy based on uranium and molybdenum | |
JPH03146894A (ja) | 核燃料組成物 | |
US3096263A (en) | Nuclear reactor fuel elements and method of preparation | |
Herman et al. | A uranium nitride doped with chromium, nickel or aluminum as an accident tolerant fuel | |
Wood et al. | Advances in fuel fabrication | |
JPH0736037B2 (ja) | 水冷形原子炉における放射性物質の沈着の抑制方法 | |
Maddrell | Hot isostatically pressed wasteforms for future nuclear fuel cycles | |
WO2013159441A1 (zh) | 一种先进的灰控制棒及吸收体 | |
Maher | Current headend technologies and future developments in the reprocessing of spent nuclear fuels | |
Zhang et al. | Preliminary assessment of high-entropy alloys for tritium storage | |
CN110499441B (zh) | 一种纳米结构氧化物弥散强化钒合金及其制备方法 | |
JP7304885B2 (ja) | 顆粒の被覆を有する粗い粒子の粉末の製造 | |
Burkes et al. | A US perspective on fast reactor fuel fabrication technology and experience. Part II: Ceramic fuels | |
CN106044859A (zh) | 碳酸铀酰铵溶液辐照法制备空心uo2纳米球 | |
JP2009053156A (ja) | 核燃料ペレットの製造方法および核燃料ペレット | |
Banerjee et al. | 10 Nuclear Fuels | |
AU2011311992B2 (en) | Process for extracting Cs-137 from an acidic solution | |
US2833618A (en) | Separating uranium containing solids suspended in a liquid | |
Raj et al. | Advanced Ceramic Fuels for Sodium-Cooled Fast Reactors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2316/DELNP/2008 Country of ref document: IN Ref document number: 2006812902 Country of ref document: EP |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 06812902 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |