Реакційна камера для екзотермічного матеріалу

 

Областю винаходу є інженерно-технічне конструювання технологічних процесів і пристроїв, пов'язаних з контролем реакцій окислення дуже реакційноздатних матеріалів. Воно відноситься, більш безпосередньо/в основному, до функционализованной реакційній камері для матеріалів, які реагують сильно екзотермічним чином в присутності кисню і з цієї причини вимагають управління ризиком некерованого нагріву.

Контроль екзотермічних реакцій окислення твердих матеріалів являє собою реальну проблему, а саме в ядерній галузі, зокрема, в контексті процесів окислення плутоній - та/або уран-вмістних ядерних палив у формі карбідів або нітридів перед зберіганням або складуванням або перед переробкою розчиненням в азотній кислоті або навіть в контексті управління виробничими відходами, виробленими в циклі отримання цих палив. Всі ці неоксидние, нітрідние або карбідні, ядерні палива володіють високою реакционноспособностью по відношенню до кисню і є потенційно пирофорними. Перетворення їх у оксиди може усунути певні хімічні небезпеки.

Плутонийсодержащие карбідні палива (U, W)C мають дуже�сований операцій, і реакція їх окислення може призводити до сильно экзотермическому некерованому нагріву у відповідності з наступною сильно екзотермічної (ΔrH≈-1250 кДж/моль) реакцією:

MC+O2→ MO2+M3O8+CO2, де M=U, Pu.

З причин безпеки ця реакція повинна контролюватися у всіх ситуаціях.

Ці процеси окислення можуть стосуватися чистого або легованого металевого плутонію. У заявці на патент Франції FR 2752234 вже був запропонований контейнер, що дозволяє контролювати окислення плутонийсодержащих металів. Більш конкретно, цей відомий з рівня техніки контейнер являє собою спеціальний багатошаровий контейнер для утримання реакційноздатні системи, схильної до плавлення. Обмежує оболонка виконана з щонайменше одного листа з першого матеріалу, вибраного з танталу, вольфраму та їх сплавів, вставленого між щонайменше двома листами з другого матеріалу, стійкого до повітря при температурах використовуваного процесу, причому цей другий матеріал може переважно представляти собою нержавіючу сталь.

В ході реакції окислення ця багатошарова оболонка дуже слабо окислюється, і в разі плавлення і потім случайнть тим самим безпечну оболонку.

Проблема того ж типу може зустрічатися також у таких областях, як область будівництва або споруди промислових будівель, наприклад в функціоналізованих і потенційно активних дахах або стелях складів, або майстерень, або відсіків, де зберігають дуже горючі хімічні матеріали чи палива або працюють з ними.

Як правило, при управлінні процесами зазвичай пропонується керувати вручну або автоматично можливим некерованим перебігом хімічної реакції, пов'язаних з істотним перегрівом або є його наслідком, з допомогою набору датчиків і зворотних зв'язків. Цей тип управління, хоча він і ефективний, ґрунтується, насамперед, на передачу інформації (даних) від реактора, в якому знаходиться реакционноспособная система, розглядаються одного або декількох датчиків, а потім у контрольно-командний модуль, щоб у відповідь могли здійснюватися одне або кілька очікуваних дій. Цей потік інформації (даних) і керування ним для здійснення коректування дії не може бути миттєвим. Вони також залежать від правильної роботи датчиків і всіх елементів інформаційного ланцюга. Нарешті, ці процеси мають на увазі електроживлення, яке, навіть якщо про�подібно системі, передбачуваної апріорі для отказобезопасного управління активністю нейтронів в активній зоні ядерного реактора в разі розгону, а саме керуючим стержнів і системі, що дозволяє їм падати дуже швидко для поглинання нейтронів.

Заявник вважає, що можна було б додати до звичайних систем керування хімічним процесом можливість безпосереднього та швидкого втручання в реакцію in situ, надійного по конструкції, без застосування складних або вироблених на заводі датчиків або навіть інформаційної мережі, і автономного, тобто без електроживлення.

Для цієї мети заявник пропонує реакційну камеру (що містить реагент, реакцію якого, наприклад окислення і екзотермічни, бажано контролювати), роль якої не обмежується роллю приймача (ємності) оброблюваних продуктів. Щодо температури, цей контейнер пов'язаний з конкретною функцією, яка дозволяє сповільнювати і навіть припиняти реакцію окислення і знижувати температуру, в той же час сприяючи видаленню тепла, у разі некерованого нагріву або перегріву.

Ця функція ґрунтується на конкретній природі матеріалів, складових камеру, і на розташуванні різних активних компоненреакционная камера для екзотермічного матеріалу, структура якої робить можливим управління явищами, пов'язаними з високою экзотермичностью, при реакції окислення, зокрема, карбідів, що містять плутоній або уран, і при цьому надійним і автономним чином.

Більш конкретно, об'єктом справжнього винаходу є реакційна камера для екзотермічного матеріалу, характеризується тим, що вона містить багаторівневу структуру, що включає в себе щонайменше:

- приймач для згаданого матеріалу, що відповідає нижньому рівню;

- середній рівень, містить хімічно активну завантаження (реакционноспособную навантаження), що містить щонайменше один карбонат лужноземельних металів, з тим щоб поглинати тепло, що виділяється при реакції окислення згаданого матеріалу, причому згаданий карбонат лужноземельних металів розкладається під дією тепла в ендотермічної зустрічної реакції;

- верхній рівень, що містить кришку.

Згідно варіанту винаходу карбонат лужноземельних металів являє собою CaCO3.

Згідно варіанту винаходу матеріал, що обробляється в цьому процесі окислення, являє собою карбід плутонію та/або урану.

Згідно варіанту винаходу хі�вати діапазон температури термічного розкладання хімічно активної завантаження.

Згідно варіанту винаходу хімічно активна завантаження додатково містить вуглець.

Згідно варіанту винаходу приймач камери виконаний з тугоплавкого металевого матеріалу, який може бути типу нержавіючої сталі або инконеля.

Згідно варіанту винаходу камера містить сітку, яка служить для підтримки і просіювання розташованої в контакті з згаданої сіткою хімічно активної завантаження протягом розкладання згаданої завантаження.

Згідно варіанту винаходу хімічно активна завантаження являє собою монолітний блок, розташований на згаданій сітці.

Згідно варіанту винаходу хімічно активна завантаження розподілена у вигляді різних брусків, розташованих на згаданій сітці.

Згідно варіанту винаходу хімічно активна завантаження розподілена у вигляді гранул з великим гранулометричним складом, ніж розміри осередків у згаданій сітці.

Згідно варіанту винаходу камера додатково містить хімічно інертну проміжну пластину, що забезпечує герметичність між хімічно активної завантаженням і верхнім рівнем.

Згідно варіанту винаходу проміжна пластина виконана з вольфраму.

СоЏ до хімічно активної завантаженні.

Згідно варіанту винаходу кошти для програми ізостатичного тиску до хімічно активної завантаженні вбудовані в верхній рівень і реалізовані у вигляді двох пластин, між якими вставлені пружини.

Згідно варіанту винаходу кошти для програми ізостатичного тиску до хімічно активної завантаженні містять вантаж.

Згідно варіанту винаходу середній та верхній рівні збігаються, камера містить дві верхні стулки, надійно закріплені на приймачі, здатні закривати згадану камеру, причому згадані стулки містять карбонат лужноземельних металів.

Винахід буде краще усвідомлене і інші його переваги стануть зрозумілими при читанні наступного далі опису, наведеного в якості неограничивающего прикладу з посиланнями на фігури, серед яких:

- фіг. 1 ілюструє перевага ендотермічної зустрічної реакції хімічного розкладання карбонатів як функції температури в K;

- фіг. 2 показує діаграму Арреніуса ln k=f(1/T), ілюструє температурну залежність кінетики розкладу карбонату;

- фіг. 3a і 3b ілюструють перший приклад камери по винаходу згідно двом близьким варіантів;

- фіг. 4 ілюструє втор�здействий обраної хімічної реакції, званої реакцією «безпеки», на реакцію, якої бажано керувати.

Обрана хімічна реакція, або реакція «безпеки», являє собою термічне розкладання карбонатів лужноземельних металів, таких як, наприклад, CaCO3(кальцит, або ж вапняк або крейда):

CaCO3→ CaO+CO2.

Розкладання CaCO3є предметом широко обговорення в літературі. В літературі явно описано, наприклад, в статтях: J of Thermal Analysis 5 (1973), 43-49; J of Materials Science 39 (2004), 5189-5193; Ceramica 54 (2008), 268-272; C. R. Chimie 7 (004) 559-568; J of Thermal Analysis 45 (1995), 303-310; і Thermochimica Acta 388 (2002) 115-128, що кальцит або карбонат кальцію CaCO3розкладається під дією температури з отриманням двох речовин різної фізичної і хімічної природи, оксиду кальцію CaO і вуглекислого газу (діоксиду вуглецю) CO2.

CaO являє собою тугоплавкий негорючий/невоспламеняемий твердий продукт, температура плавлення якої дорівнює 2570°C. Хімічна реакція є ендотермічної: вона споживає енергію і вимагає тепла для її продовження: ΔH=200-233 кДж/моль. У разі карбонату кальцію CaCO3реакція, як правило, відбувається при температурах між 400 і 1000°C, з швидким зростанням (сигмоидная крива) швидкості разложорая відноситься до кінетики реакції CaCO3і MgCO3як функції температури. Згідно авторам, уявна енергія активації Ea змінюється в залежності від умов дослідження в межах між 170 і 200 кДж/моль.

Це досить сильно активується термічно реакція. Іншими словами, температура та її підвищення має сильний активуючий ефект на швидкість реакції.

CaCO3має дуже високий коефіцієнт випромінювання ε=0,96 в інфрачервоному діапазоні, тобто характеристику випромінювання джерел тепла. Цей коефіцієнт випромінювання близький до чорних тіл (ідеалу), у якого він дорівнює 1. Це властивість частково пояснює здатність продукту до ефективному поглинанню випускається зовнішнім джерелом тепла, щоб «бачити» підвищення його температури і таким чином досягти порогу термічного розкладання.

Крім того, відомо, що розкладання карбонатів слабо залежить від хімічної природи газу, представляє останній собою азот, інертний газ або навіть повітря. Тільки CO2в значних кількостях (кілька десятків відсотків) має великий вплив завдяки його безпосередній участі в хімічній реакції (однак термічне розкладання CaCO3є рівноважним з тенденцією швидше до незворотності).

Е�етика сильно зростає з температурою: вона є досить сильно термічно активованої.

Вона споживає більше енергії протягом свого протікання, чим вище температура в навколишньому її середовищі.

Ця ендотермічна реакція термічного розкладання карбонату, перебуває у вигляді бруска, званого бруском безпеки, відбувається вище того шару (подушки), в якому має місце хімічна реакція екзотермічного окислення, яку бажають контролювати від випадкового запуску. Ендотермічна реакція поглинає частину енергії, що вивільняється під час реакції окислення.

Крім того, вона дає дві речовини в двох різних фізичних станах: CaO (тугоплавкий твердий продукт, температура плавлення якого є дуже високою) і CO2(газ). Карбонат знаходиться вище того рівня, де має місце реакція окислення. Виходить другий технічний ефект: одержуваний газоподібний CO2діє, видаляючи тепло, в той час як твердий CaO падає на розпечений шар, що відповідає третьому технічного ефекту, позбавляючи реакцію кисню, гасячи її, як робить пісок, висипали на вогонь. De facto, позбавлена кисню реакція окислення припиняється або дуже сповільнюється.

У брусок CaCO3можуть бути додані регулюють солі, наприклад галогеніди (NaCl) або карбонати між 1 і 20%, які дозволяють налаштовувати/регулювати діапазон температури термічного розкладання продукту в межах декількох десятків градусів Цельсія.

Цей діапазон температури точно відповідає цільовому діапазону для процесів перетворення змішаних карбідів урану і плутонію в оксид.

Як правило, кінетика цієї ендотермічної реакції контролюється хімічно (міжфазна реакція, що протікає на поверхні бруска CaCO3під час розкладання). При постійній площі реакції, закон, керуючий поведінкою (втрати маси, пов'язані з доглядом CO2) в ізотермічному режимі, є лінійним (без дифузійного меж або зменшення швидкості).

При певних умовах теплоперенос до межі розділу може стати лімітуючим, якщо отримується CaO не роздрібнюється. Є все що потрібно для полегшення/прискорення його видалення, що додатково використовується для отримання технічного ефекту гасіння/не гасіння розпеченого шару.

З цієї причини даний винахід пропонує, у певних варіантах винаходу, оптимізовану структуру камери, що дозволяє генерувати ефект завантаження на рівні кришки, за допомогою вантажу або пружин (як буде описано боскаленний шар (очікуваний технічний ефект).

Заявник спостерігав, що механічна дія сильно полегшує видалення CaO, в той час як, природно, «кокіль» або каркас у формі початкової маси карбонату залишається на місці. Твердий CaO є дуже крихким і роздрібнюється дуже легко.

Забезпечення видалення CaO гарантує, що стаціонарний лінійний режим буде стабільно спостерігатися за рахунок хімічного контролю міжфазного і динаміки ендотермічної реакції, яка буде підтримуватися в постійному і безперервному режимі, прямо пропорційно температурі і площі реакційноздатні поверхні.

Когезия і уявна щільність бруска CaCO3повинні, тим не менш, бути пристосовані для того, щоб під дією тепла матеріал ефективно і поступово раздроблялся (розвалювався). Якщо матеріал є дуже щільним (природний вапняк або ж мармур), тоді термічне розкладання здійснюється більш повільно без роздроблення, і після переробки може залишатися пористий каркас. Навпаки, якщо матеріал не є досить щільним, тоді він може роздрібнюватися занадто швидко або небажаним чином. Доцільно надавати CaCO3форму допомогою ізостатичного або одновісного пресування, як �т пропорції вибраних регулюють солей.

Фізична форма CaCO3також є важливою. Необхідно пристосувати її до поверхні розпеченого шару, яку бажано захистити.

Добре відомо, що швидкість термічно активується хімічного процесу приблизно слід законом Арреніуса:

k(T)=A∙exp(-Ea/RT),

де А - предэкспоненциальний множник, званий частотним коефіцієнтом, а k(T) - константа швидкості реакції.

Уявна енергія активації окислення карбідів (U,W)C є, порівняно, набагато більш низькою, оскільки вона лежить в межах між 10 і 30 кДж/моль відповідно з результатами проведених заявником робіт.

Використовуючи діаграму Арреніуса ln k=f(1/T), легко побачити, що збільшення температури реакції окислення не має великого ефекту на кінетику окислення (експериментальна демонстрація низькій схильності до некерованої нагрівання) і, пропорційно, має великий ендотермічний ефект за рахунок активації розкладу, як ілюструється на фіг. 2.

Крива C2aвідноситься до екзотермічної реакції в разі окислення слабо активується (U, W)C, а крива C2bвідноситься до сильно термічно активованої ендотермічної реакції «безпеки».

Може бути вигідним преий вугілля), температура окислення (трохи екзотермічного) якого може бути адаптована за допомогою спеціальної обробки ad hoc.

Перевага використання порошкоподібного вуглецю полягає в тому, що він споживає кисень замість плутонийсодержащего карбіду. Технічний ефект гасіння/не гасіння тим самим збільшується із-за цього споживання кисню.

Крім того, теплопровідність бруска CaCO3підвищується, і це означає, що він легше переносить тепло, а отже, полегшується генерування CO2in situ одночасно з роздробленням бруска допомогою об'ємного розширення утворюються газів.

ПЕРШИЙ ПРИКЛАД РЕАЛІЗАЦІЇ РЕАКЦІЙНОЇ КАМЕРИ ПО ВИНАХОДУ:

Фіг. 3a і 3b ілюструють перший приклад реакційної камери з функционализованной завантаженням згідно винаходу, що містить приймач 1, в якому розміщений реакційноздатні матеріал 10 карбіду типу плутонію та/або урану, призначений для окислення. Цей приймач забезпечений стійками 2, дозволяють регулювати на більш високих рівнях.

Камера має два рівня, один з яких з регульованою висотою. Середній рівень містить CaCO3(реакція безпеки).

Верхня частина розташована вище шару реакційної камер) або іншого металевого матеріалу, досить тугоплавкого, щоб витримувати температуру процесу окислення плутонийсодержащих карбідів (як правило, між 500 і 700°C), і хорошого провідника тепла для розсіювання теплоти до стінок і перенесення тепла до карбонату.

Цельнометаллическое оточення бруска карбонату дозволяє йому опосередковано нагріватися з допомогою хорошої провідності навколишніх елементів і їх термічного навантаження, в той час як випромінювання безпосередньо нагріває карбонат, оскільки він звернений безпосередньо до екзотермічної реакції.

Переважно, реакційна камера містить матеріал CaCO3або суміш CaCO3і називаються регулюючими солей, що містять зазвичай інші карбонати, що дозволяють коригувати температуру розкладання всієї суміші і регулювати параметри ендотермічної реакції. Може також бути корисним підмішувати в карбонат або суміш карбонатів вуглець через його дуже хороших властивостей теплопровідності, що забезпечують більш однорідний розподіл тепла по бруску CaCO3.

Для підтримки монолітного бруска 4 карбонату, або різних індивідуальних брусків, або навіть карбонатів у диспергованої формі типу гранул передбачена сітка 3. Зокрема, в зависимомассивной (об'ємної) або дисперсній формі. У разі гранул розмір осередків сітки підібраний до розміру згаданих гранул так, що останні утримуються до розкладання.

Весь вузол закритий кришкою 60. Ця кришка може, як ілюструється на фіг. 3a, складатися з двох пластин, між якими вставлений набір пружин для того, щоб можна було прикладати тиск на рівні завантаження CaCO3. Як правило, мова може йти про двох пластинах з нержавіючої сталі.

Згідно близькій варіанту, проиллюстрированному на фіг. 3b, структура з пластинами і пружинами може бути замінена масивної пластиною 61 з матеріалу з високою щільністю, такого як вольфрам.

Між кришкою і проміжним рівнем, що містить завантаження CaCO3, вставлена проміжна пластина 5, що забезпечує функцію «хімічного» бар'єру, причому ця пластина може бути виконана з інертного матеріалу типу нержавіючої сталі або инконеля.

Таким чином, кришка виконує функцію сприяння роздроблення. З допомогою завантаження або механічної напруги, що чиниться пружинами, пластина поміщає брусок безпеки під тиск, так що, коли досягається поріг термічного розкладання, одночасно з чим погіршуються механічні властивості бруска (який пр�ерез сітку, падаючи вниз і покриваючи розпечений шар дрібними шматочками.

Коли брусок повністю розкладається, сітка підтримує безпосередньо кришку.

Таким чином, згідно з цим прикладом реалізації, даний винахід пропонує дві конструкції:

- конкретну форму паралелепіпеда або будь-якого іншого вузла, спочиваючого на пластини, виготовленої з дуже щільного матеріалу, як правило, металу з високою щільністю, наприклад з вольфраму, причому це щільна деталь впирається в пластину в контакті з бруском CaCO3;

- пристрій з пружинами, що дозволяє надавати таку ж дію.

Пластина може мати поверхню з відносно помітною текстурою (наприклад, з борозенками) з тим, щоб прикладати поле дискретних механічних напруг (тут - в протилежність суцільній додатком) до бруска і сприяти його роздроблення допомогою концентрування напруг.

ДРУГИЙ ПРИКЛАД РЕАЛІЗАЦІЇ РЕАКЦІЙНОЇ КАМЕРИ ПО ВИНАХОДУ

Ця реакційна камера містить, як ілюструється на фіг. 4, частина - приймач 1, завантажений реакционноспособним матеріалом 10, закритий двома стулками 41 і 42, які містять матеріал CaCO3.

1. Реакційна камера для ек себе щонайменше:
- приймач (1) для згаданого матеріалу, що відповідає нижньому рівню;
- середній рівень, містить хімічно активну завантаження (4), що містить щонайменше один карбонат лужноземельних металів, який може представляти собою СаСО3, з тим щоб поглинати тепло, що виділяється при реакції окислення згаданого матеріалу, причому згаданий карбонат лужноземельних металів розкладається під дією тепла в ендотермічної реакції;
- верхній рівень, що містить кришку.

2. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу по 1 п., що характеризується тим, що зберігається матеріал являє собою карбід плутонію та/або урану.

3. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу по кожному з пп.1 і 2, що характеризується тим, що хімічно активна завантаження додатково містить безліч різних типів карбонатів з тим, щоб регулювати діапазон температури термічного розкладання хімічно активної завантаження.

4. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу по кожному з пп.1 і 2, що характеризується тим, що хімічно активна завантаження додатково містить вуглець.

5. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу по кожному з пп.1 і 2, характ�іпа нержавіючої сталі або инконеля.

6. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу по кожному з пп.1 і 2, що характеризується тим, що вона містить сітку (3), що служить для підтримки і просіювання розташованої в контакті з згаданої сіткою хімічно активної завантаження протягом розкладання згаданої завантаження.

7. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу за п. 6, характеризується тим, що хімічно активна завантаження являє собою монолітний блок, розташований на згаданій сітці.

8. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу за п. 6, характеризується тим, що хімічно активна завантаження розподілена у вигляді різних брусків, розташованих на згаданій сітці.

9. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу за п. 6, характеризується тим, що хімічно активна завантаження розподілена у вигляді гранул з великим гранулометричним складом, ніж розміри осередків згаданої сітки.

10. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу по кожному з пп.1 і 2, що характеризується тим, що вона додатково містить хімічно інертну проміжну пластину (5), що забезпечує герметичність між хімічно активної завантаженням і верхнім рівнем.

11. Реакційна камера для экзотермическонная камера для екзотермічного матеріалу по кожному з пп.1 і 2, характеризується тим, що вона додатково містить засоби для програми ізостатичного тиску до хімічно активної завантаженні.

13. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу за п. 12, характеризується тим, що засоби для програми ізостатичного тиску до хімічно активної завантаженні вбудовані в верхній рівень і реалізовані у вигляді двох пластин, між якими вставлені пружини.

14. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу за п. 12, характеризується тим, що засоби для програми ізостатичного тиску до хімічно активної завантаженні містять вантаж (61).

15. Реакційна камера для екзотермічного матеріалу по кожному з пп.1 і 2, що характеризується тим, що середній і верхній рівні збігаються, камера містить дві верхні стулки (41, 42), надійно закріплені на приймачі, здатні закривати згаданий контейнер, причому згадані стулки містять карбонат лужноземельних металів.



 

Схожі патенти:

Спосіб отримання пористого ядерного палива на основі щонайменше одного молодшого актинида

Винахід відноситься до способів виготовлення ядерного палива. Спосіб отримання пористого палива, що містить уран і щонайменше один молодший актинид. Спосіб містить наступні послідовні етапи: а) етап ущільнення у вигляді таблеток суміші порошків, що містить оксид урану і щонайменше один оксид молодшого актинида, при цьому щонайменше частина оксиду урану знаходиться у вигляді октаоксида триурана U3O8, а інша частина перебуває у вигляді діоксиду урану UO2; b) етап відновлення щонайменше частини октаоксида триурана U3O8 в діоксид урану UO2. Технічний результат - стабільність рівня пористості під опроміненням. 20 з.п. ф-ли, 3 іл.

Спосіб одержання порошку діоксиду урану

Винахід відноситься до радіохімічної технології і може бути використане для одержання порошку діоксиду урану, що йде на виготовлення керамічних таблеток уранового оксидного ядерного палива. Спосіб одержання порошку діоксиду урану полягає в нагріванні суміші розчину уранилнитрата і гідразингідрату, взятого у двократному мольному надлишку по відношенню до уранилнитрату, до температури 80 - 95°C в реакторі з гідрозатворів, подальшої температурної витримці отриманої суспензії уранилгидразината до утворення гідратованого діоксиду урану, фільтрації і прокалке гідратованого діоксиду урану в неокисляющей атмосфері при температурі дорівнює 280°C. Винахід забезпечує спрощення способу отримання порошку діоксиду урану, а також зниження тиску і зниження температури процесу реагентної денітрації. 4 з.п. ф-ли, 4 іл., 4 пр.

Спосіб отримання таблеток ядерного керамічного палива з регульованою мікроструктурою

Винахід відноситься до ядерної техніки, зокрема до виготовлення таблетованого палива для тепловиділяючих елементів і з найбільшою ефективністю може бути використане при виготовленні з діоксиду урану крупнозернистих паливних таблеток високої ядерної чистоти з поліпшеною і регульованою мікроструктурою. Технічний результат спрямований на підвищення стабільності розміру зерна таблетованого UO2-палива, спрощення процесу його виготовлення і підвищення ядерної чистоти таблеток. Спосіб отримання таблеток ядерного керамічного палива з регульованою мікроструктурою включає введення в готовий пластифікатор або у воду на етапі приготування пластифікатора водних розчинів розчинних у воді сполук алюмінію і кремнію в якості легуючих добавок, формування однорідної суміші, змішування отриманої суміші з діоксидом урану або сумішшю діоксиду урану з вигорає поглиначем і/або закисом-окису урану, приготування з отриманої шихти прес-порошку, пресування таблеток, їх високотемпературне спікання і шліфування. Переважно в якості розчинних у воді сполук алюмінію і кремнію використовувати нітрат алюмінію і силікат натрію. У частномкачестве вигоряючого поглинача використовують оксид эрбия або оксид гадолінію. В окремому випадку використовують закис-окис урану в кількості не більш як 30 мас.% від маси діоксиду урану. 4 з.п. ф-ли, 5 іл.

Спосіб отримання змішаного палива, що містить уран і щонайменше один актинид та/або лантанид з використанням катіонообмінної смоли

Винахід відноситься до способу отримання ядерного палива на основі оксиду, карбіду і/або оксикарбида урану і щонайменше одного актинида та/або лантанида. Спосіб включає наступні стадії: стадію одержання вихідного розчину, який представляє собою азотнокислий розчин, що містить зазначений актинид та/або лантанид у формі нітратів актинида та/або лантанида і уран у формі гидроксидного комплексу уранилнитрата; стадію пропущення вказаного розчину через катионообменную смолу, що містить карбоксильні групи, з допомогою яких смола сорбує актинид та/або лантанид в катіонної формі і уран у формі уранила; стадію термообробки зазначеної смоли для отримання зазначеного палива. Технічний результат - виключення операцій порошкової металургії для об'єднання урану щонайменше з одним актинидом та/або лантанидом. 13 з.п. ф-ли, 7 іл.
Винахід відноситься до ядерної техніки, зокрема до конструкцій таблеток легководних реакторів (LWR), а також реакторів AGR і водно-графітових
Винахід відноситься до галузі порошкової металургії, зокрема до способу формування діоксиду урану з легуючу добавку

Спосіб отримання шихти для виготовлення керметних стрижнів твелів ядерного реактора

Винахід відноситься до галузі ядерної енергетики, зокрема до способів, що застосовуються при отриманні шихти із суміші порошків ядерного палива і матеріалу матриці для пресування керметних стрижнів твелів ядерного реактора

Пристрій для укладання пресованих таблеток у човник для спікання

Винахід відноситься до обладнання для пресування виробів з порошків, а саме для укладання таблеток після пресування в човник для їх подальшого спікання, і може знайти застосування в порошковій металургії, хімічній та інших галузях промисловості, зокрема, може бути використано на підприємствах виготовлення таблетованого палива з діоксиду урану (UO2) для тепловидільних елементів (ТВЕЛІВ) ядерних реакторів

Спосіб виготовлення тепловиділяючих елементів ядерного реактора і контейнер для здійснення цього способу

Винахід відноситься до способу виготовлення тепловиділяючих елементів ядерного реактора, до контейнера для здійснення цього способу і до тепловиділяючих елементів, виготовлених з допомогою цього способу
Up!