Двуокись урана

В реакторах ВГР и БГР применяется керамическое топливо— окислы, карбиды и нитриды урана и твердого сплава уран-плутоний. Двуокись урана имеет высокую температуру плавления, химически совместима со многими материалами, в том числе с нержавеющей сталью, не подвержена большим изменениям объема под действием нейтронного излучения и при большой глубине выгорания. Двуокись урана имеет теоретическую плотность около И г/см , однако при процессе спекания-не удается получить образцы с плотностью выше 95% теоретической. Существенные недостатки двуокиси урана — низкая теплопроводность, к тому же уменьшающаяся с ростом температуры, и склонность двуокиси урана к окислению и образованию окислов с большим содержанием кислорода. [c.9]

Существует несколько методов изготовления топливных сердечников. Наиболее распространенным среди них является химический золь-гель-процесс, разработанный в США [6]. Он обеспечивает получение сферических частиц из двуокиси и карбида урана с высокой плотностью ( 98% теоретической) в широком диапазоне размеров. Исходными продуктами при изготовлении топливных сердечников методами порошковой металлургии являются двуокись урана и углерод в виде сажи. При температуре 2800° С происходит взаимодействие двуокиси урана с углеродом и образование карбида урана. После спекания и сплавления частиц проводится их грануляция и рассев. [c.15]

На первом этапе урановую руду обогащают. Для этого уран отделяют от примесей, главным образом песка и шламов. Это достигается искусственным вымыванием (например, выщелачиванием) из породы растворимых в воде соединений урана. В результате первичного обогащения уран переходит в растворимую в воде двуокись урана иОг, а металлы, образующие нерастворимые сульфиды, — в шламы. Вместе с сульфидами (шламами) из процесса уходят также На, Ва, РЬ, В1, А1, Ре, Са, ионы 504 и песок, содержание которого может достигать 60%. [c.203]

Двуокись урана можно использовать и как исходный материал для получения важнейшего промежуточного продукта — тетрафторида урана [6] [c.205]

Внутри корпуса реактора размещена цилиндрическая активная зона диаметром О и высотой //, равными 100 см. В качестве ядерного топлива используется двуокись урана с обогащением по 10%. Конструкции внутри активной зоны выполнены из циркония. Состав активной зоны указан в табл. 1.2. С точки зрения выхода излучений из активной зоны ее следует рассматривать как гомогенную среду. [c.297]

Двуокись урана около 3000 100 100 100 90 98 60—90 0,2-5 [c.101]

Двуокись урана для ТЭП должна иметь состав, близкий к стехиометрическому (лг = 0,002- 0,007), и плотность в спеченном состоянии 90—95% по отношению к теоретической, чтобы в топливе не появлялся избыточный кислород или уран и выгорание топлива вследствие размещения газообразных продуктов [c.129]

Механические свойства спеченной двуокиси урана зависят от метода изготовления и температуры испытания. Сопротивление разрушению при комнатной температуре значительно ниже, чем при высокой. Двуокись урана стехиометрического состава,, хрупкая при 1000° С, становится пластичнее при 1600° С. Спеченная двуокись нестехиометрического состава UOs.oe пластически деформируется уже при 800° С. Прочность спеченной двуокиси урана на сжатие зависит от ее пористости и находится в пределах от 42 до 94 кгс/см . Скорость ползучести при сжатии образцов спеченной двуокиси урана удовлетворительно описывается [104] соотношением [c.130]

Из предыдущего обсуждения следует, что спеченная двуокись урана хорошо совместима с вольфрамом, но при температуре выше 2000° С она способна возгоняться и конденсироваться на холодных частях аппаратуры. [c.134]

Ядерное топливо теоретически может быть изготовлено из большого числа соединений, в том числе металлического урана, двуокиси урана, карбидов и силицидов. Из них двуокись урана UO2 обладает наилучшими свойствами. Это привело к широкому использованию ее в большинстве реакторов. [c.104]

Уран образует ряд окислов различного состава от двуокиси UO2 до трехокиси UO3. Двуокись урана UO2 имеет наивысшую плотность, технологична, не взаимодействует с такими теплоносителями, как вода, пар, гелий, натрий и СО2. Поэтому как топливо она используется в виде цилиндрических таблеток для водоводяных реакторов и для первых вариантов реакторов на быстрых нейтронах в виде таблеток с отверстием для реактора AGR в виде сферических частиц диаметром 800 мкм для реактора НТК. [c.104]

Плотность спеченной UO2 зависит от температуры спекания и в обычных условиях может составлять 92—97% теоретической. Топливо с низкой плотностью при радиационном спекании уменьшается в объеме. Используя это явление, можно снизить величину распухания топлива, что достигается путем создания материала с контролируемой пористостью. Для этого в двуокись урана вводят определенное количество частиц графита соответствующего размера. Частицы, окисляясь на последней стадии спекания, приводят к образованию пор. Другие методы создания контролируемой пористости предусматривают распределение в матрице компактных сфер определенного размера. [c.105]

В процессе работы реактора на компактную двуокись урана оказывают влияние три фактора, которые в основном определяют ее поведение. Во-первых, это образование продуктов деления в процессе облучения 10% массы продуктов деления составляют инертные газы криптон и ксенон. Эти газы в первый момент удерживаются внутри зерен топлива и диффундируют в нем, пока не [c.106]

В центре тепловыделяющего элемента двуокись урана имеет температуру выше 1600° С, при которой диффузия и движение границ зерен относительно быстрые, газообразные продукты деления диффундируют к трещинам или к полости, образовавшейся в центре, и выходят из кристаллической решетки UO2, причем полный выход, достигающий 100%, наблюдается при температуре [c.107]

Двойное шлакование 56 Двуокись углерода 142 Двуокись урана изготовление 104 влияние облучения 106 Дезактивация 153 Дейтерий 17 Деформация 36 [c.253]

В высокотемпературном ядерном реакторе в качестве ядерного топлива может служить двуокись урана без или с обогащением ураном-235. [c.67]

UO2 (спеченная двуокись урана) 10,97 0 0,0278 [c.268]

Двуокись урана и02 Горючее Очень большая Большая 2500 — 10,5 [c.78]

Серьезные меры приходится принимать на заводах, производящих металлический и шестифтористый уран, а также двуокись урана. В ходе растворения урановых солей необходимо не допускать контакта с ними персонала. При обработке двуокиси урана заботятся, чтобы не попали внутрь организма альфа-активные вещества. В процессе плавки урана основное внимание обращают на предотвращение вредного воздействия бета-частиц. На других этапах производства приходится учитывать наличие гамма-излучений вредных паров, аэрозолей, пыли. Отсюда ясно, как сложна и многообразна задача защиты персонала на подобных предприятиях. [c.142]

Двуокись урана Трехокись урана Ураново-кислый натрий [c.477]

Двуокись урана ИОг плавится при 2700" С (по другим источникам 2300° С), обладает радиоактивными свойствами, делающими опасной работу с ним. Большая химическая активность двуокиси урана требует особых условий оформления изделий из нее, их сушки и обжига в защитном газе или в водороде. Благодаря этим особым свойствам керамика из двуокиси урана используется лишь для сне-циальных целей. [c.282]

В качестве другого примера рассмотрим проведенное автором исследование окисления двуокиси урана при нагревании на воздухе [14]. В работе использовали неактивную двуокись урана, устойчивую при комнатной температуре на воздухе. Ее готовили восстановлением закиси-окиси урана водородом (при давлении 800 мм рт. с.т) при температуре 600° С в течение 10 ч. После [c.169]

Расчет по формуле (1-32) 1 — вольфрам-двуокись урана (m2 = 0,7) 2 — то же при т, = mz = 0,5 3 — молибден—двуокись урана, гПг — 0,6 эксперимент [115] 4, 5, 6 — для композиций, соответствующих It 2 и 3 [c.121]

Двуокись урана представляет собой темно-коричневый порошкообразный минерал. Кристаллическая решетка иОг кубическая гранецентрированная, типа флюорита. Ионы урана в решетке расположены в углах и на гранях. На рис. 79 приведена элементарная ячейка окисла. Размер ячейки (постоянная решетка) 5,469 А вычисленная по ним теоретическая плотность равна 10,95 г/см . Показатель преломления иО равен 2,355. [c.396]

Двуокись урана может служить исходным сырьем для производства твэлов. Например, в корпусных реакторах водо-водя- [c.204]

Характеристику твэлов, используемых на двух основных типах АЭС в СССР с водо-водяными реакторами корпусного и канального типов, приведены в работах [4, 5]. Их основные данные указаны в табл. 14.3. Во всех перечисленных в табл. 14.3 реакторах в качестве горючего используется спеченная двуокись урана плотностью около 10,4 г/см . В реакторах ВВЭР сборки представляют собой кассеты шестигранной формы с высотой твэлов, равной высоте активной зоны (2,5. и для первых трех реакторов и 3,5 м для ВВЭР-1000). Внешний диаметр твэла равен 10,2 мм для ВВЭР-210 и 9,1 мм (внутренний диаметр 7,55 мм) для всех других реакторов этого типа. Твэлы упакованы в трубки — оболочки из сплава циркония с ниобием. Твэлы реактора канального типа, например РБМК-ЮОО, представляют собой трубки диаметром 13,5X0,9 мм из циркониевого сплава с таблетками из двуокиси урана. Топливные каналы (их 1693) установлены в трубчатых трактах, вваренных в верхнюю и нижнюю металлоконструкции реактора. В канале размещены две кассеты с 18 твэлами в каждой. Общая длина двух кассет 3,5 м. Подробные характеристики твэлов реакторов различного типа изложены в работах [2, 3, 6]. [c.222]

В реакторе ВВЭР-440 в качестве ядерного горючего используется слабообогащенная двуокись урана и образующийся в процессе работы плутоний. Основными конструктивными элементами реактора являются корпус, внутрикорпусные устройства, верхний блок с электромеханической системой управления и защиты реактора (СУЗ). Активная зона состоит из 349 топливных кассет, размещенных в выемной корзине. В корпусе реактора поддерживается рабочее давление теплоносителя-замедлителя, равное 125 кгс/см . [c.172]

Энергетический блок с реактором ВВЭР-440 в начальный период развития атомной энергетики был типовым для ряда отечественных и зарубежных электростанций. В этом реакторе в качестве ядерного горючего используется слабообогащенная двуокись урана-235 и образующийся в процессе работы реактора плутоний. Основными конструктивными элементами реактора ВВЭР являются корпус высокого давления, внутри-корпусные устройства, верхний блок с электромеханической системой управления и защиты реактора. Активная зона состоит из 349 топливных кассет, размещенных в выемной корзине . В корпусе реактора поддерживается рабочее давление теплоносителя — замедлителя воды, равное 125 атм. [c.164]

В настоящее время большинство АЭС оснащены водо-водяными реакторами (ВВЭР), работающими на тепловых нейтронах и использующими в качестве замедлителя и теплоносителя обычную воду. На этом принципе в СССР разработан серийный блок электрической мощностью 440 МВт. Впервые реакторы ВВЭР-440 были освоены на Нововоронежской АЭС. В качестве ядерного горючего в этих реакторах используется двуокись урана, слабо обогащенного изотопом урана-235, и образующийся в процессе работы плутоний. [c.68]

В атомной энергетике наибольшее применение получила двуокись урана, однако ее теплопроводность крайне низка, а таблетки из ИОг обладают низкой термичной прочностью. Для газоохлаждаемых быстрых реакторов при удельной теплонапряженности, в 2 раза превышающей теплонапряженность натрия, и при высоком внешнем давлении предпочтительнее топливные композиции матричного типа (и02 + Сг и др.), имеющие в 4 — 5 раз больщую теплопроводность, чем 1102, хотя максимальная температура такого топлива (1300— 1400°С) ниже, чем и02 (2400 —2500 °С) [1.36]. [c.28]

Спеченная двуокись урана при комнатной температуре на воздухе окисляется слабо, но в порошкообразном состоянии, при размере зерна меньше 0,5 мкм, она пирофорна. При нагреве на воздухе двуокись урана интенсивно поглощает кислород и превращается в закись-окись UaOa. Двуокись урана допускает высокие степени выгорания без заметного распухания и нарушения геометрических размеров твэлов [45]. Так, при выгорании до 15,5 ат. % увеличение объема спеченной до 95% плотности двуокиси урана не превышает 8%. Верхняя граница распухания при выгорании до 9 ат. % составляет 0,33 /о на 1 ат. % выгорания и не зависит от температуры в интервале от 760 до 1980° С. [c.130]

Двуокись урана UO2 существует в интервале концентраций от иОг.о до и02,2. Более низкий коэффициент самодиффузии в топливе стехиометрического состава по сравнению с нестехиомет-рическим делает его предпочтительным материалом для тепловы- [c.104]

Установка мощностью 15 МВт по проекту Форд Инстраментс и Эшер Висс была одноконтурная, одновальная, с регенерацией и промежуточным охлаждением газа. Тепловая мощность реактора — 45 МВт, горючее — двуокись урана, обогащенного до 10%, замедлитель — графит, теплоноситель — гелий или азот с начальным давлением 3,5 МПа. Температура теплоносителя на входе в реактор 405° С, на выходе 704° С. Диаметр корпуса реактора 2,2 м, высота — 3 м. В другом варианте проекта в качестве замедлителя принята окись бериллия. Проектный к. п. д. установки 33%. [c.85]

Фирмой Алко Продактс спроектированаодноконтурная ГТУЗЦ полезной мощностью 200 кВт с реактором тепловой мощностью 1970 кВт. Горючее — двуокись урана, замедлитель — окись бериллия, теплоноситель воздух с давлением 0,45 МПа. Диаметр корпуса реактора 1,5 м, высота 1,7 м. К. п. д. установки 10,7%. [c.85]

Одноконтурная ГТУЗЦ полезной мощностью 400 кВт спроектирована фирмой Сандерс и Портер . Тепловая мощность реактора 2500 кВт. Горючее — двуокись урана, замедлитель — вода, теплоноситель — азот с давлением 14,7 МПа. Температура азота на входе в реактор 402° С, на выходе — 621° С. К. п. д. установки равен 16%. [c.85]

Работа водо-водяного реактора иллюстрируется на рис. 1.1, где дана схема ВВЭР-1000. Вода под давлением входит в кольцевой зазор между корпусом и оболочкой трубчатого пучка, опускается вниз, как показано на рис. 1.1, а затем поднимается вверх через активную зону реактора. Из корпуса реактора по горячему трубопроводу теплоноситель попадает в парогенератор. Основные тепловые и гидродинамические характеристики ВВЭР указаны в табл. 1.1. Во всех приведенных в таблице реакторах применяется двуокись урана, упакованная в оболочки из сплава циркония с добавкой 1% ниобия. Реакторы работают в режиме частичных перегрузок горючего за кампанию, свежее топливо для выравнивания тепловыделения в активной зоне загружается на периферию с последующей перестановкой его в центральную область зоны. Среднее время между перегрузками топлива составляет 6500— 7000 эфф. ч, что позволяет осуществлять за год однократную перегрузку реактора в удобный для данной энергосистемы период снижения нагрузки. [c.7]

Двуокись урана UOj имеет большую отрицательную свободную энергию образования (— 123 ккал1г-атом кислорода при 25°). Поэтому, если в качестве исходного вещества для получения металла используется UO2. необходим сильный восстановитель. Водород восстанавливает при очень большом отношении в газе и практически не может быть восстано- [c.830]

Ядерное топливо применяется в реакторах в виде металлических блоков, отличающихся высокой эффективностью использования нейтронов, хорощей теплопроводностью и высоким сопротивлением термическим ударам (внезапным изменениям теплового режима при выключении и включении реактора). Но твердое металлическое ядерное топливо имеет и ряд недостатков низкую температуру плавления t = 1133 °С, малую прочность, испытывает фазовые превращения при высокой температуре (до 600 °С), что не позволяет применять его в реакторах большой удельной мощности. Для устранения этих недостатков разрабатывают различные виды керамического ядерного топлива — двуокись урана UO2 = 2800 °С), карбид урана U = 2700 °С), силицид урана USij t = 1700 °С) и др. [c.21]

UO2 имеет кубич. структуру, (° л= = 2760—2880 . Изделия из UO2 могут работать в нейтральной и восстановительной атмосферах. Напр., двуокись урана в атмосфере водорода устойчива вплоть до темп-ры плавления. Компактные образцы UOj совместимы с др. окислами (AljOg, MgO, BeO) до 1800° и обладают низкой скоростью окисления на воздухе при комнатной темп-ре и в воде высоких параметров (дегазированная вода). Теплопроводность UO2 ниже теплопроводности др. Т. о. (за исключением ZrOj) и в значительной мере зависит от пористости материала, иОо токсичен. [c.365]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...