首页 | 放到桌面

太阳能 生物质能 风能 新材料
行业|技术前沿应用|专题生态环保节能减排低碳生活上市公司
资讯图片新闻企业动态业内资讯产业分析人物访谈政策法规投资融资统计数据本网公告|展会本网参展展会动态|产业园
专题: 生物质颗粒机 生物质压块机 生物质压块燃料 生物质颗粒燃料 锂离子电池 小型风力发电机 垂直轴风力发电机 LED灯 太阳能热水器 太阳能路灯 逆变器 太阳能电池板
当前所在位置:首页 > 技术 > 科技前沿
科技前沿】 【技术文献】 【专家视点】 【设备选型】 【应用实例】 【解决方案】 【技术参数】 【行业标准

近代物理所在碳化铀核燃料制备方面取得进展

来源:近代物理研究所   更新时间:2018-09-14 09:16:52    

  二氧化铀(UO2)核燃料已经广泛地应用于核电站压水堆中,它具有高熔点、膨胀各向同性的特点以及良好的辐照行为和机械性能,但是存在热导率低以及容易脆化等问题。而碳化铀(UC)核燃料拥有极高的硬度,并且在较宽的温度范围内不发生相转变,因而可承受较高的服役温度。碳化铀的热导率为21.7W/(m·K)(1237K),密度为13.63 g/cm3,铀含量为95.2%,均高于二氧化铀。碳化铀核燃料被认为是第四代反应堆的理想候选核燃料。基于加速器驱动先进核能系统中闭式燃料循环的探索研究,碳化铀还可与钚(Pu)以及部分次锕系核素(MAs)形成二元混合共溶体系,因此,科研人员选择碳化铀为再生核燃料的形式。

  近期,中国科学院近代物理研究所嬗变化学研究室的科研人员利用即时-无冷却混合与微波加热相结合的溶胶凝胶法成功制备UC陶瓷核燃料小球;又采用Pechini型聚合螯合法成功制备了物相单一的UC粉末。

  科研人员与瑞士保罗谢勒研究所(PSI)合作共同研制一种室温即时-无冷却混合与微波辅助加热相结合的快速溶胶凝胶工艺平台,并利用该平台成功制备出碳化铀核燃料小球(图1所示)。首先利用超声分散的方法将炭黑在纳米水平均匀地分散在凝胶剂溶液(HMUR)中,然后通过溶胶凝胶法制备包含有炭黑的C-UO32H2O凝胶球,最后再通过碳热还原反应将其转换为物相均一的UC陶瓷小球。所制备的UC陶瓷小球粒径为675±10μm,密度可达到理论密度的92%以上。该平台将直接应用于闭式燃料循环中再生碳化物核燃料小球的批量制备。科研人员还采用Pechini型聚合螯合法通过柠檬酸(CA)与铀酰离子(UO22+)螯合,形成稳定的UO22+-CA络合物;随着溶剂的蒸发及络合物与甘露醇之间聚合交联反应的发生,得到疏松多孔的前驱体材料;然后原位碳化得到UO2/C纳米复合材料;最后经过碳热还原获得UC粉末(图2所示)。该方法通过U和C在原子水平的均匀混合,缩短了反应物之间的迁移距离,实现了在相对较低温度(1400℃)下制备UC粉末。该工作对低温合成包含Pu和MAs的碳化物燃料具有一定的应用前景。

  此项研究得到中科院战略性先导科技专项(A类)“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”项目和国家自然科学基金项目(先进嬗变燃料元件的设计、制备及性能研究)的支持。成果已分别发表在国际期刊Ceramics International和Journal of the America Ceramic Society上,文章第一作者分别为田伟和郭航旭。

  图1:即时无冷却混合-微波加热溶胶凝胶法制备UC陶瓷核燃料小球。a:UC陶瓷核燃料小球实物照片;b:UC陶瓷核燃料小球的SEM照片;c:UC陶瓷核燃料小球的微观形貌

  图2:Pechini型聚合螯合法制备UC粉末。首先,柠檬酸(CA)与铀酰离子螯合形成稳定的UO22+-CA络合物;随着溶剂的蒸发及络合物与甘露醇之间聚合交联反应的发生,得到疏松多孔的前驱体材料;然后原位碳化得到UO2/C纳米复合材料;最后经过碳热还原获得UC粉末

返回列表 | 加入收藏 | 】
我要存档: 将本文以PDF形式 打开 | 下载
我要分享:
我要收听: 官方微博 @ @
相关文章  
·调节刚性MOF膜孔径用于沼气中甲烷的 2018/11/13 ·这不是盖楼而是发电 2018/11/12
·冬季到了,你的电动车该怎么保养? 2018/11/09 ·科学家打造“仿生蘑菇”:能用细菌和石 2018/11/08
·氧化锆传感器在锅炉燃烧应用及注意事 2018/11/06 ·太阳能候车亭灯箱的特点 2018/11/06
·锅炉燃烧机基本知识 2018/11/05 ·如何选择锅炉使用的燃烧器? 2018/11/05
·真空热水锅炉与承压热水锅炉的原理对 2018/11/01 ·海外推出新型水基燃料 60%为水 可实 2018/11/01
·三类热水锅炉的对比 2018/10/31 ·新型混合电池不仅能让阳光和水产生氢 2018/10/31
·大连化物所等在人工光合成太阳燃料研 2018/10/30 ·物探院研发页岩气甜点预测技术 2018/10/29
·二氧化碳合成的新型生物降解塑料实现 2018/10/25 ·宁波材料所在可燃冰开发方面取得新进 2018/10/22
·研究显示:解决电力排放问题的最佳方 2018/10/19 ·厦门大学研究发现太阳能驱动生物质全 2018/10/19
·德国Graforce利用废水生产环保燃料 2018/10/19 ·锅炉安全阀门常见故障及处理方法 2018/10/18
官方微博  
能源通会员广告服务网络推广会员积分帮助中心联系我们关于我们 | 官方微博:
Copyright © 2018 伟德1946,BETVLCTOR伟德1946,伟德国际1946官网 版权所有
业务():0571-28068180,28068199,28068187  客服:0571-28068180,28902366  链接推广:0571-28902366  展会合作:0571-28068187
业务QQ:  客服QQ:  推广QQ:
 太阳能光伏:点击这里加入此群  太阳能光热:点击这里加入此群  风能:点击这里加入此群  生物质能:点击这里加入此群  LED新光源:点击这里加入此群
 储能与电池:点击这里加入此群  新能源汽车:点击这里加入此群
 总部地址:杭州市文三路477号华星科技大厦六层