Карбиды плутония

Спекание карбида проводят в вакууме или в атмосфере благородного газа. Вакуумное спекание проще, о>ю способствует очистке брикета от летучих примесей, в частности от кислорода, что может оказаться на повышении плотности изделия. Основной недостаток вакуумного спекания—потеря урана при испарении, которая может быть значительной, когда температура достигает 1900° Сив карбиде есть свободный уран. Этот недостаток устраняется при спекании в атмосфере аргона, но газ должен быть тщательно очищен от кислорода и паров воды. Инертная атмосфера особенно необходима при спекании карбидов урана с добавкой карбида плутония. В этом случае спекание в вакууме приводит к чрезмерным потерям плутония [63]. [c.168]

КРИСТАЛЛОХИМИЯ КАРБИДОВ ПЛУТОНИЯ [c.260]

ПОЛУЧЕНИЕ КАРБИДОВ ПЛУТОНИЯ И ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ КАРБИДОВ УРАНА И ПЛУТОНИЯ [c.266]

Так как многие методы получения карбидов плутония сходны с соответствующими методами для карбидов урана, ниже приводятся лишь некоторые дополнительные детали, специфические для плутония, а основные сведения приведены в разделе Карбиды урана . [c.266]

Вакуумная плавка плутония или двуокиси плутония с графитом. Карбиды плутония могут быть получены непосредственным сплавлением плутония с графитом (сажей) в тиглях из окиси магния или тантала. Реакция плутония с углеродом начинается при температуре выше 1200° С. [c.268]

Дуговая плавка плутония с графитом. Монокарбид и полуторный карбид плутония получают сплавлением металлического плутония и спектрально чистого графита в дуговой печи в водоохлаждаемом медном тигле с помощью вольфрамового электрода в атмосфере очищенной смеси аргона и гелия [11. Карбиды можно также получить при плавлении металлического плутония в дуговой печи с графитовым расходуемым электродом. Метод плавления применяют для получения очень чистых по кислороду и азоту карбидов, так как эти примеси, если и вносятся в незначительном количестве с исходными материалами, почти полностью удаляются при плавке. Этим способом пользуются при выплавке сплавов для исследования диаграмм состояния и различных свойств карбидов плутония. Для получения однородных слитков, особенно с высоким содержанием углерода, слитки неоднократно (5—6 раз) переплавляют. [c.268]

Схема получения карбида плутония по этому методу следующая гидрирование металлического плутония, карбидизация полученного порошка гидрида углекислым газом, прессование порошка карбида и последующее его спекание. [c.268]

Характеристика спеченных карбидов плутония [8 [c.269]

Температура плавления. Для карбидов плутония температура плавления измерялась микроскопическим пирометром в условиях абсолютно черного тела на цилиндрических образцах диаметром и высотой 5 мм с центральным коническим отверстием в печи сопротивления с танталовым нагревателем 111. Кривую поправки на поглощение строили по эталонам, [c.276]

Таблица 4.9 Температура плавления карбидов плутония

Микротвердость карбидов плутония, по данным различных авторов, приведена в табл. 4.15. [c.283]

Микротвердость карбидов плутония [c.284]

МАТЕРИАЛЫ И СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ КАРБИДОВ ПЛУТОНИЯ [c.294]

ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА КАРБИДОВ ПЛУТОНИЯ И УРАНА [c.299]

ПРИМЕНЕНИЕ КАРБИДОВ ПЛУТОНИЯ В АТОМНЫХ РЕАКТОРАХ [c.307]

Твердый раствор Pu(N, С) можно получить также дуговой плавкой карбида плутония в смеси азот — гелий (50 50) под давлением 250 мм рт. ст. 15]. Предполагается, что твердый раствор Pu(N, С) должен иметь низкую химическую активность, свойственную нитриду, и низкое давление разложения, характерное для карбида плутония. [c.342]

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]

При п = 3 и т = 2 бориды никеля и молибдена, карбиды урана и плутония. [c.74]

Сравнительные характеристики тугоплавких окислов и карбидов урана, плутония и тория [c.128]

Перечень материалов, используемых в обычной электроэнергетике, сравнительно невелик. Для изготовления деталей и оборудования, испытывающих нагрузки, применяют стали, там, где необходимы проводники электрического тока, используют медь или алюминий, а в качестве изоляционных материалов выбирают органические соединения или керамику. Появление на энергетическом рынке атомных электростанций (АЭС) значительно расширило круг используемых материалов. В активной зоне реактора находятся делящиеся и воспроизводящие материалы, представляющие собой либо металлы (уран, плутоний и торий), либо их окислы или карбиды. В качестве конструкционных материалов активной зоны применяют магний и цирконий, в качестве замедлителя— графит. В системах управления и защиты реакторов используют такие материалы, как бор, гафний и редкоземельные металлы, в качестве теплоносителей ядерных энергетических установок могут быть использованы, например, углекислый газ, гелий, натрий. [c.6]

Топливом для БОР может быть окись обогащенного урана или плутония, их карбиды и различные композиции. Тепловыделяющие элементы имеют высоту 400 мм по топливу и группируются по 37 штук в пакеты, количество которых определяется видом горючего. При использовании двуокиси урана с обогаш,ением до 90% необходима загрузка 150—160 кг по урану — 235, чему соответствует 70—80 пакетов ТВЭЛ. [c.149]

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]

В некоторых работах исследовались условия проведения реакции восстановления двуокиси урана углеродом в токе инертного газа (аргона) [63, 67, 73]. Эту операцию проводят двояко или аргон протекает через, слой неподвижной шихты СОг + С [67], или шихта под напором аргона находится во взвешенном состоянии, образуя кипящий слой [73]. Предполагается, что замена вакуума инертным газом позвЬлит уменьшить испарение металла, что особенно важно при получении карбида плутония и твердых растворов карбидов урана и плутония. Кроме тогб, проведение реакции в кипящем слое позволит, возможно, интенсифицировать процесс и резко увеличить его производительность. [c.159]

Литой монокарбид РиС имеет, как правило, неравновесную структуру. Анализ рентгенограмм закаленных образцов показывает, что границы однофазной области монокарбида изменяются с температурой. При 630° С однофазная область монокарбида простирается от 38 до 47 ат.% С. Полуторный карбид плутония PU2 3 плавится по перитектической реакции при 2050° С, имеет объемноцентрированную кубическую решетку [5] и существует как химическое соединение стехиометрического состава с весьма небольшой областью гомогенности. Период решетки PU2 3 при 610° С изменяется от 8,1258 0,0003 А для сплавов, бедных углеродом, до 8,1317 0,0003 А для сплавов, богатых углеродом. [c.262]

В работе [2] отмечается так же, что хотя РНдСз в бинарных сплавах образуется медленно, добавка урана сильно повышает кинетику реакции. В сплаве 79% Ри — 20% С — 1% II реакция образования РнзСг завершалась за четверо суток при 400° С. Небольшая добавка урана, возможно, увеличивает скорость диффузии углерода по границам зерен. Кристаллическая структура и плотность карбидов плутония приведены в табл. 4.1. [c.263]

Карбиды плутония могут быть получены следующими методами взаимодействием плутония с углеводородами (метаном, пропаном и др.), вакуумной плавкой плутония или двуокиси плутония с графитом, дуговой плавкой плутония с графитом, гидрированием и дегидрированием плутония с последующей обработкой углекислым газом, карботермическим восстановлением двуокиси плутония или твердого раствора двуокиси урана и плутония. [c.266]

Совден и др. изучали также процесс восстановления полуторного карбида плутония до монокарбида [4]. Этот процесс идет значительно медленнее, чем описанный выше, и требует более продолжительного нагрева для получения однофазного монокарбида плутония (табл. 4.4). [c.270]

Термическое расширение. В работах 16, 16, 191 исследовалось термическое расширение карбидов плутония. Коэффициент термического расширения твердых растворов карбидов урана и плутония определялся от комнатной темне- [c.276]

Стойкость карбидов в этих жидких металлах изучена недостаточно. Однако можно ожидать вполне удовлетворительную совместимость карбидов плутония и твердых растворов карбидов урана и плутония с этими металлами до 900° С [25]. Однако натрий является переносчиком избыточного углерода от карбида к оболочке твэла, особенно в случае карбида сверхстехиометрического состава. Это обстоятельство может стать серьезной проблемой. [c.284]

Карбонитриды и оксикарбиды. Известно, что получить полностью однофазный твердый раствор карбида урана в карбиде плутония (У, Ри)С трудно. Небольшое отклонение от стехиометрии приводит к появлению избыточной металлической фазы и — Ри или твердого раствора полуторных карбидов (и, Ри)2Сз. Однако получение однофазной структуры облегчится, если часть атомов углерода заменить на азот или кислород, т. е. получить соединение (и, Ри) (С ЫуОг) 117]. Его можно рассматривать как тройной твердый раствор МеС — МеЫ — МеО, где Ме означает композицию 1) — Ри. [c.296]

Самооблучение карбидов плутония. В некоторых работах отмечаются различные значения периодов решетки монокарбида плутония одинакового содержания по углероду. Бэрнхем и др. [3] объясняют это самоповреждением решетки, вызванным а-распадом, наблюдающимся в плутониевых соединениях. Они обнаружили систематическое увеличение периода решетки монокарбида и полуторного карбида плутония со временем (рис. 4.46). [c.299]

Химическая инертность гелия и возможность высокой степени его очистки от примесей в контуре опытных реакторов ВГР позволяют использовать в качестве оболочек твэлов не только нержавеющие стали, но и ванадий, пироуглерод, карбид кремния и другие керамические материалы [21]. По-видимому, одно из основных преимуществ применения гелия — это возможность использовать в качестве топлива карбиды урана и плутония, что сулит существенное увеличение коэффициента воспроизводства по сравнению с окисным топливом. Нулевая активация гелия, отсутствие существенного замедления им быстрых нейтронов при прохождении через активную зону реактора БГР, а также успешное решение задачи удержания продуктов деления в микротвэлах с керамическими защитными слоями при больших значениях глубины выгорания и возможность непосредственного охлаждения микротвэлов газовым теплоносителем — все эти положительные факторы позволяют реактору БГР конкурировать с реактором-размножителем БН. Основной недостаток гелиевого теплоносителя по сравнению с натриевым — трудности отвода тепла остаточного тепловыделения в аварийных ситуациях при потере герметичности основным [c.31]

В ИАЭ им. И. В. Курчатова и МО ЦКТИ им. И. И. Ползу-нова были выполнены оптимизационные расчеты по выбору геометрических размеров и относительной толщины покрытия из карбида кремния микротвэлов реактора БГР-1200. При увеличении толщины покрытая увеличивается глубина выгорания ядерного горючего, но происходит смягчение спектра нейтронов и уменьшение коэффициента воспроизводства. Оптимальная относительная толщина покрытия из карбида кремния, обеспечивающая достижение минимального времени удвоения лет), для сердечников из карбида уран—плутония получилась равной 0,05—0,07 диаметра сердечника [25]. [c.38]

Группу ХУг составляют материалы, имеющие различные кристаллические решетки, однако большинство входящих в группу соединений имеет куботетраэдрическую координацию, что позволяет их объединить. Составляющие группу Х3У2 карбиды урана и плутония очень пирофорны, воспламеняются на воздухе при 400°С [39] кроме того, ряд карбидов, близко примыкающих к ним по свойствам, поддается гидролизу. Что касается входящих в группу боридов, то они еще не получили широкого распространения в технике и не имеют каких-либо качеств, необходимых для покрытий. [c.75]

На специальных заводах ведется также изготовление тепловыделяющих элементов ( твэлов ) для реакторов. Обычно выполняемые в виде стержней из урана, плутония, их окислов, карбидов или сплавов с другими материалами, твэлы помещаются в стальные, алюминиевые или какие-либо другие герметичные оболочки, предохраняющие ядерное тоцливо от коррозии и препятствующие поступлению радиоактивных осколков деления ядер во внешнюю среду. Производство твэлов составляет одну из существенных отраслей атомной промышленности. [c.163]

В идеальном случае топливо для реакторов на быстрых нейтронах должно обладать максимальной концентрацией делящегося нуклида и иметь возможно более высокую плотность, так как дисперсионнь1(е виды топлива и присутствующие в нем легкие элементы рассеивают нейтронный поток и поэтому уменьшают коэффициент воспроизводства. С этой точки зрения идеальным топливом следует считать металлические уран или плутоний, однако их использованию препятствует высокая реакционная способность и сложное поведение под облучением. Окончательный выбор топлива для реактора на быстрых нейтронах, очевидно, будет остановлен на уран-плутониевых карбидах. Однако они имеют плохую совместимость с материалами оболочки, кроме того, технология производства их еще недостаточно разработана. Поэтому в реакторах на быстрых нейтронах как строящихся, так и проектируемых предусматривают использование смеси окислов в качестве топлива и двуокиси урана как материала зоны воспроизводства. С точки зрения совместимости с теплоносителем и топливом, а также по экономическим соображениям в качестве материалов оболочки предлагается использовать нержавеющую сталь или сплавы с высоким содержанием никеля. [c.119]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...