Жоғары жиілікті алау разрядының төмен температуралы плазмасында уран-торий оксидті ұнтақтарын синтездеу
DOI:
https://doi.org/10.31489/2022No1/50-54Кілт сөздер:
жоғары жиілікті алау разряды, плазма, ұнтақ, ядролық отын, уран, торий, талдау.Аңдатпа
Мақалада жаңа буынды отын – дисперсиялық ядролық отын үшін уран-торий оксидінің ұнтақтарын плазмохимиялық синтездеу процесі қарастырылған. Зерттеулер процесінде бастапқы прекурсорлардың жану көрсеткіштерін есептеуі жүргізілді. Прекурсорлар ретінде су-органикалық нитрат ерітінділері алынды, ал олардың негізі уранил және торий нитраттары (бөлінетін құраушылар), сондай-ақ магний нитраты (матрица материалы) болды. Ерітінділердің органикалық құраушысы ретінде ацетон алынды, себебі ол жылу шығару қабілеттілігінің жоғары мәніне және жақсы өзара ерігіштікке ие. Термодинамикалық есептеулер барысында төменгі температуралы ауа плазмасында бастапқы су-органикалық нитрат ерітінділерін қайта өңдеудің оңтайлы режимдері анықталды. Бұл режимдер қышқылданбаған көміртектің (күйенің) жанама қоспаларынсыз қажетті стехиометрияның отын композицияларының синтезін қамтамасыз етеді. Ұнтақтардың тәжірибелік партияларын алу бойынша эксперименттік зерттеулер модельдік қоспаларда жүргізілген, онда уранил мен торий нитраттары олармен периодтық кестенің бір тобында орналасқан неодим және церий нитраттарымен алмастырылды. Синтез процесі негізі жоғары жиілікті алау типті плазмотрон болатын плазмохимиялық стендті қолдану арқылы жүргізілген. Оксидті композициялардың синтезделген ұнтақтары электронды микроскопия, гранулометриялық талдау, рентгенді-фазалық талдау және БЭТ-талдауды қоса, бірқатар талдаулардан өтті. Талдау нәтижелері алынған ұнтақтарды наноөлшемдер класына жатқызуға болатындығын көрсетті.
References
"1 Skorov D.M., Bychkov Yu.F., Dashkovsky A.M. Reactor material science. Moscow, 1979, 344 p. [in Russian]
SongT., WangY., ChangZ., GuoL. In-situfabrication of dispersion nuclear fuel pellets with acore-shell structure. Ann.Nucl. Energy. 2019, Vol. 35, pp. 258 – 262.
Alekseev S.V., Zaytsev V.A., Tolstoukhov S.S. Dispersion Nuclear Fuel. Moscow, 2015, 248 p.
Shelke A.V., Gera, B., Maheshwari N.K., Singh R.K. Theoretical studies on fuel dispersion and fireball formation associated with aircraft crash. Combust. Sci.Technol. 2018, Vol. 19, Iss. 12, pp. 2134 – 2163.
Кushtym A.V., Belash M.M., Zigunov V.V., Slabospitska O.O., Zuyok V.A. Dispersion fuel for nuclear research facilities. Probl. At. Sci. Technol. 2017, Vol. 108, Iss. 2, pp. 124 – 130.
Degueldre C., Paratte J.M. Concepts for an inert matrix fuel: An overview. J. Nucl. Mater. 1999, Vol.274, pp. 1–6.
Karengin A.G., Karengin A.A., Novoselov I.Y., Tikhonov A.E. Investigation of plasmachemical synthesis of oxide compositions for plutonium-thorium dispersion nuclear fuel. J. Phys. Conf. Ser. 2021, Vol. 1989, Article number 012005, pp. 1 – 5.
Bernadiner M.N., ShuryginA.P. Fire processing and disposal of industrial waste. Moscow, 1990, 304 p.
Novoselov I.Y., Karengin A.G., Shamanin I.V., Alyukov E.S., Gusev A.A. Plasmachemical synthesis of nanopowders of yttria and zirconia from dispersed water-salt-organic mixtures. AIP Conf. Proc. 2018, Vol. 1938, Article number 020010, pp. 1 – 7.
Kosmachev P.V., Abzaev Y.A., Vlasov V.A. Quantitative phase analysis of plasma-treated high-silica materials. Rus. Phys. J. 2018, Vol. 61, Iss. 2, pp. 264 – 269.
"
