多元(U,Zr,Nb)C燃料制备技术与性能机理研究

摘要：

多元(U,Zr,Nb)C燃料因具有熔点高、热导率高、低裂变气体释放率及优异的高温力学性能等优点,是目前大功率空间核推进反应堆选用燃料之一.本文采用碳热还原和液相烧结相结合的粉末冶金工艺制备多元(U,Zr,Nb)C燃料芯块,研究了工艺参数对烧结芯块反应动力学、相结构、导热性能和微观结构的作用机制和影响规律.结果表明:在1 800 ℃、50 MPa和1 h的烧结条件下,通过添加0.5％金属铀形成的液相烧结工艺制备得到芯块密度可达95.5％TD;当原料M/C(M为金属元素总量)摩尔比为1∶6.5时,可制备得到M/C比为1的正化学计量碳化物燃料;(U0.2,Zr,Nb)C的晶格常数比(U0.1,Zr,Nb)C的晶格常数略高;多元(U,Zr,Nb)C碳化物燃料芯块热导率与相成分、密度和温度均有关;芯块气孔分布较均匀,没有联通的开气孔存在,气孔尺寸在1～3 μm.

关键词：多元、核推进、燃料、碳热还原、液相烧结

所属期刊栏目：58

分类号：TL352.21(核反应堆工程)

在线出版日期：2024-01-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：166-174