Свойства двуокиси урана

Чз табл. 1.2 следует, что в качестве материала сердечников используется не только карбидное, но п окисное топливо. Объясняется это следующим. В последнее время было обнаружено, что реакция окисления пироуглерода с образованием окиси углерода быстро затухает при достижении равновесной концентрации СО. По-видимому, выбор окисного топлива определяется лучшими свойствами двуокиси урана по удержанию [c.14]

СВОЙСТВА ДВУОКИСИ УРАНА Термодинамические свойства [c.48]

ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА ДВУОКИСИ УРАНА [c.77]

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]

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]

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 настоящее время на всех действующих энергетических реакторах АЭС нашей страны в качестве топлива применяются твэлы из двуокиси урана, имеющего хорошие технологические и эксплуатационные свойства. Однако такие твэлы обладают невысокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью. Из-за этих свойств защита активной зовы от повреждений при нарушении теплоотвода прекращением цепной реакции (срабатыванием аварийной защиты) и уменьшением вследствие этого тепловыделения малоэффективна, имеет вспомогательный характер и служит для уменьшения размеров возможных повреждений [30.6]. Главным средством защиты является обеспечение надежной циркуляции теплоносителя и, следовательно, охлаждения твэлов при любых авариях, включая аварии с разрывом трубопроводов и вытеканием теплоносителя из контура циркуляции. Это обеспечивается [c.428]

Уран реагирует с водой с образованием двуокиси урана, водорода и гидрида урана. Существование гидрида, однако, весьма эфемерно —он сам взаимодействует с водой, в результате чего также возникают двуокись урана и водород. Скорости реакций падают при pH<2, и высказывалось предположение, что твердые продукты образуются в результате диффузии ионов гидроксила через окисел к металлу [1]. Окисел формируется в основном в виде не обладающего адгезией к поверхиости металла порошка, и при этом наблюдается линейный закон роста. Автоклавные испытания показали, что константа скорости заметно возрастает при повышении температуры по крайней мере до 300 С [2] (рис, 3.12) . В частности, присутствие кислорода в значительной степени уменьшает скорость реакции [2], но в то же время делает металл склонным к щелевой и питтинговой коррозии. Ингибирующее действие кислорода наи- более заметно при низких температурах, когда его растворимость в воде максимальна, а выделяющегося водорода недостаточно для локального восстановления растворенного кислорода. Механизм воздействия кислорода может быть связан с преимущественной адсорбцией его на окисле [3] или с прекращением реакции образования нитрида, оказывающей разрушающее влияние на поверхность металла. Согласно другой точке зрения на природу таких водородных эффектов , основанной на результатах измерения импеданса в процессе коррозии [4], они связаны с изменением электрических свойств окисла под действием водорода. [c.212]

Порошки двуокиси урана, приготовленные разными методами, различаются по своим свойствам, таким, как удельная поверхность порошков, плотность частиц и их размер, а следовательно, и поведением в процессе основных технологических операций изготовления из них изделий — прессования и спекания [42]. [c.18]

Мундштучное прессование. Выдавливание через фильеру на холоду двуокиси урана — единственный метод, которым можно получить изделия, близкие по своим физико-химическим свойствам к свойствам прессованных таблеток. Процесс выдавливания достаточно экономичен и с его помощью можно получать стержни с соотношением размеров длины к диаметру 15—20 и более, в то время как в таблетках это соотношение редко превышает 2 [c.31]

На поведение UO2 при спекании и на конечную плотность спеченных изделий заметное влияние оказывают свойства исходных прессовок. Для облегчения прессования двуокиси урана ее предварительно увлажняют. Замечено, что конечная плотность спеченных изделий весьма чувствительна к содержанию влаги в исходном продукте. На кривой зависимости плотности спеченной UO2 от концентрации воды в исходном порошке имеется максимум при содержании 12—13% воды, после чего наступает резкий спад плотности [151]. [c.43]

Изменение свойств под действием облучения. При низких температурах теплопроводность двуокиси урана монотонно уменьшается с увеличением дозы облучения. В опытах, проведенных при 60° С, наблюдался спад теплопроводности (рис. 1.54). Изменение теплопроводности в этом интервале составляет 30% исходного значения. При дальнейшем облучении теплопроводность остается на постоянном уровне [276]. Наблюдались и более значительные изменения теплопроводности. Так, в опытах при 100 С и облучении дозой 1,34-10 делений/см зафиксирован спад теплопроводности больше чем на 50% [279]. После выгорания, соответствующего дозе [c.85]

При помощи металлографии можно получить важные сведения относительно зависимости свойств материала от его микроструктуры, а в некоторых случаях и предсказать его поведение в условиях эксплуатации. Металлография играет большую роль в исследовании поведения топлива из двуокиси урана в реакторных условиях. Результаты этих исследований обсуждались в предыдущем разделе этой главы, посвященном поведению двуокиси урана при радиационном облучении. [c.88]

Резонансный метод исследования и контроля реакторных материалов и из -делий используется достаточно эффективно, прежде всего при отработке технологии новых материалов. Этим методом изучали свойства металлических и керамических материалов в широком интервале изменения температуры (от 4,2 К до 2500...3000 К), концентрации, при механических, химических, радиационных воздействиях [22]. Зависимость модуля упругости от плотности и зависимость резонансных частот от размеров изделия позволили использовать этот метод для изучения спекания керамических материалов. Основу указанных применений составляла связь характеристик упругости и плотности с другими физическими свойствами материала. Например, изучение изменения модуля упругости двуокиси урана при облучении в активной зоне ядерного реактора позволило сделать заключение о механизме радиационного повреждения этого материала на начальном этапе его работы в реакторе. О возможности использования резонансного акустического метода для контроля топливных таблеток ядерных реакторов уже упоминалось. [c.154]

Газопламенное напыление с использованием материала в виде гибкого шнура — весьма перспективный процесс. Его применяют для получения твердых покрытий, обладающих малым коэффициентом трения, высокой износостойкостью, хорошей сцепляемостью с основой и другими специальными свойствами. Напыление с помощью гибкого шнура открывает интересные возможности синтеза в пламени специальных сплавов из их составляющих или таких элементов, как В, 51, Т1, Мо для получения дисперсных и твердых боридов или силицидов [65]. Процесс получил преимущественное развитие во Франции, где проведены работы по его использованию для напыления теплозащитных покрытий из окиси алюминия и двуокиси циркония на внутреннюю поверхность трубчатого сердечника из урана (твэла). [c.236]

Гибкий шнур для напыления керамики. Механические, термические, электрические и физические свойства окислов и способы их применения достаточно хорошо известны. В настоящее время в промышленных масштабах производятся следующие материалы для напыления в виде гибких шнуров, чистая окись алюминия (рис. 3) окись алюминия с добавками двуокиси титана окись алюминия с добавками окиси хрома двуокись циркония, стабилизированная окисью кальция двуокись циркония, стабилизированная окисью кальция с добавками стекловидной фазы для повышения скорости распыления и плотности получаемого покрытия чистая окись хрома окись хрома с добавкой стекловидной фазы двуокись титана для нанесения плотных и твердых покрытий, поддающихся последующей полировке смесь окислов алюминия и магния (шпинель) двуокись урана [c.115]

При температурах до 450° С механизм коррозии урана в водяном паре близок к механизму коррозии в воде, ио при более высоких температурах процесс больше напоминает окисление урана в двуокиси углерода. Исследования показали, что при 100 С в результате прямой реакции паров воды с ураном (а не в результате вторичной реакции металла с водородом) образуется гидрид урана [1]. Было показано также, что при 100° С гидрид более стоек, чем металл [1]. Присутствие кислорода уменьшает скорость выделения водорода, а реакции урана с кислородом при этом не происходит [3]. При температурах выше 450° С гидрид урана неустойчив, и водород выделяется прямо в газовую фазу. С образованием плотной окалины при высоких температурах прочность и защитные свойства двуокиси урана возрастают (по крайней мере, на непродолжительное время). Как следствие, количество продуктов реакции за время более 100 мин оказывается наибольшим в температурном интервале 300—400° С, где скорость прироста массы составляет 10 г/(м Х Хч). При повышении температуры от 500 до 1200°С скорость реакции растет очень медленно. Лишь в одном исследовании наблюдалось заметное усиление коррозин урана при температуре фазового перехода —у в металле [21] (аналогичное поведение отмечалось в атмосфере двуокиси углерода). Сообщалось, что прн температурах 500— 1200° С в периоды между 30 мин и 6 ч процесс описывается параболическим законом [22], но в другой работе [21] указывается, что этот закон справедлив лишь в течение 1—2 ч в области температур выше 880° С, а во всех остальных случаях окисление происходит по линейному закону. Из этого следует, что в течение первых 1—2 ч коррозия урана в водяном паре приближается к коррозии его в двуокиси углерода. При температурах ниже 700° С скорость коррозии в паре больше, чем в двуокиси углерода, а при более высоких температурах она примерно такая ясе или несколько меньше. [c.214]

Стальные трубы для оболочек тепловыделяющих элементов реактора AGR довольно тонкостенные, работают при температуре до 825° С и подвергаются внешнему давлению со стороны теплоносителя СО2/СО. Наиболее вероятным механизмом, действие которого в конечном счете приводит к разрушению оболочки, следует считать падение пластичности в районе трещины в топливе из двуокиси урана в результате многократного изменения мощности. Чтобы избежать этого, материал должен быть возможно более прочным, хорошо сопротивляться усталостным нагрузкам и иметь высокую пластичность. Эти свойства оболочке придает мелкий размер зерен, получаемый при отжиге после холодной обработки. Сопротивление усталости материала характеризуется соотношением Коффина — Мэнсона, устанавливающим связь между усталостной прочностью и пластической деформацией [c.117]

Керамика нз двуокиси урана обладает наибольшей плотностью (10,96 кг1сж ), небольшой теплоемкостью, радрюактивностью и полупроводниковыми свойствами. При нагревании в окислительной среде ио., окисляется до идОв, поэтому его можно использовать как высокотемпературный материал только в восстановительной или нейтральной среде. Применяется для изготовления тиглей для плавки урана, тория и других металлов для тепловыделяющих элементов в энергетических реакторах. [c.502]

Сприменениемв реакторостроепии двуокиси урана с предельной температурой центра ТВЭЛ 2800° С оптимальная температура подвода тепла к термодинамическому циклу АЭС возрастает до 700° С [1], что для циклов с водяным паром и кр = 374° С не может быть достигнуто из-за свойств рабочего тела. В связи с этим жидкометаллическое рабочее тело более чем какое-либо другое отвечает возможности применения высоких температур на АЭС. Так как в ряде работ [1—3] указывается на перспективность использования в атомной энергетике реактора на быстрых нейтронах, охлаждаемого жидким металлом, то целесообразно изучение возможности использования жидкого металла одновременно в качестве теплоносителя в реакторе и рабочего тела в цикле. Некоторые вопросы осуществления турбинного цикла на парах жидкометаллического рабочего тела рассматриваются в [2]. Возможности использования МГД-преобразователя (МГДП) с жидкометаллическим рабочим телом иа АЭС анализируются в [3, 4]. Свойства жидких металлов как теплоносителей и высокий температурный уровень отводимого тепла позволяют рассмотреть возможность использования этих устройств в виде надстройки над паротурбинной установкой (ПТУ), т. е. осуществить бинарный энергетический цикл. [c.35]

Характеристики получаемых порошков двуокиси плутония, так же как и двуокиси урана, зависят от технологии их получения и в большой степени от температуры прокаливания. Повышение последней приводит к огрублению порошка увеличиваются размер его частиц и насыпной вес, а также снижается химическая активность. В табл. 2.1 приведены результаты исследования влияния температуры прокаливания на свойства двух партий порошка РиОа, полученных из оксалата плутония [9]. [c.123]

Свойства карбидного топлива. Монокарбид урана U и смеси его с карбидом плутония (U, Ри)С являются перспективным видом ядерного топлива, особенно для энергетических реакторов на быстрых нейтронах, в которых минимальные размеры активной зоны должны сочетаться с высоким энерговыделением. В качестве топлива ТЭП наиболее удовлетворяют требованиям смеси монокарбида урана с монокарбидом циркония (и, Zr) , в которых последний играет стабилизирующую роль и в то же время почти не захватывает нейтроны. Чистый U по сравнению с двуокисью обладает лучшей теплопроводностью (примерно в 8—10 раз) и шиеет плотность атомов урана на 25% больше, чем у UO2 (см. табл. 6.1). Лучшая теплопроводность обеспечивает при прочих равных условиях более низкую [c.134]

Чаще всего материалом литейной формы служит окись магния. Используется также графит, покрытый фторидом магния или фторидом кальция. Из него можно изготовлять изложницы е более точными размерами. Начинают более широко использоваться и металлические изложницы. Они успешно изготовляются из многих металлов. Хорошим материалом для охлаждаемых водой изложниц или массивных изложниц, от которых должно отводиться большое количество тепла, служит медь. При литье бедных плутонием сплавов выбор материала изложницы определяется свойствами основного компонента сплава. Для изготовления прототипов сердечников прутковых твал для реактора EBR-II сплав урана с 20 вес.% плутония успешно отливался под давлением в стеклянные трубки, покрытые двуокисью тория 1178]. [c.564]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...