為了實現(xiàn)閉式核燃料循環(huán),中國科學(xué)院提出了“加速器驅(qū)動先進(jìn)核能系統(tǒng)（ADANES）”創(chuàng)新性概念。作為其重要組成部分,乏燃料再生循環(huán)系統(tǒng)（ADRUF）主要采用先進(jìn)的干法首端工藝去除乏燃料中的部分裂變產(chǎn)物及中子毒物,再將剩余乏燃料（含U、Pu、MAs等）制成再生核燃料。目前,UO₂燃料是最常用的壓水堆核燃料,但是它存在熱導(dǎo)率低以及易脆化等缺點。而新型核燃料UC的熱導(dǎo)率、密度和鈾含量均高于UO₂,并與Pu、MAs具有良好的共熔性,是第四代反應(yīng)堆的理想候選燃料,尤其是ADS嬗變堆。再者,為了降低UO₂燃料元件的更換成本,選用UB₄作為可燃中子毒物制備含可燃中子吸收劑的核燃料,提高反應(yīng)堆燃料裝載量和延長其運行周期。此外,UB₄具有良好的耐水性和抗輻照穩(wěn)定性,亦可作為候選的乏燃料地質(zhì)處置形式。本論文主要開展了兩部分的研究工作:一是在傳統(tǒng)碳熱還原法的基礎(chǔ)上,針對多元組分復(fù)合材料組分偏析及Pu、Am高溫易揮發(fā)等問題,以有機物作為碳源,選用Pechini型原位聚合螯合法開展了低溫制備UC陶瓷粉末的... 

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 前言
    1.1 核能
        1.1.1 核能發(fā)展的必要性
        1.1.2 核能的產(chǎn)生原理
        1.1.3 核能的優(yōu)點
        1.1.4 核能的發(fā)展與現(xiàn)狀
    1.2 核燃料循環(huán)
        1.2.1 核燃料循環(huán)路線
        1.2.2 加速器驅(qū)動先進(jìn)核能系統(tǒng)
    1.3 核燃料
        1.3.1 核燃料種類
        1.3.2 核燃料類型
    1.4 碳化鈾
        1.4.1 UC的制備方法
        1.4.2 Pechini型原位聚合螯合法制備UC粉末
    1.5 四硼化鈾
        1.5.1 UB_4 用作可燃中子毒物
        1.5.2 元素直接化合法制備UB
        1.5.3 金屬硼化物的合成方法
    1.6 論文選題依據(jù)、創(chuàng)新之處與研究內(nèi)容
        1.6.1 選題依據(jù)及創(chuàng)新之處
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 碳熱還原法制備UC粉末
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑和儀器
        2.2.2 實驗過程
        2.2.3 樣品表征
    2.3 實驗結(jié)果與討論
        2.3.1 原料表征
        2.3.2 熱力學(xué)分析
        2.3.3 壓片壓力對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        2.3.4 原料比例對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        2.3.5 Ar流速對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        2.3.6 保溫時間對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        2.3.7 熱重分析
        2.3.8 UC樣品的微觀形貌
        2.3.9 UC樣品的反應(yīng)活性分析
        2.3.10 Al摻雜的U-Al-C三元組分材料的合成
    2.4 本章小結(jié)
第3章 Pechini型原位聚合螯合法制備UC粉末
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 實驗過程
        3.2.3 樣品表征
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 原料摩爾比對反應(yīng)產(chǎn)物相組成的影響
        3.3.2 過程溫度對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        3.3.3 UO_2/C納米復(fù)合材料中摩爾比的測定
        3.3.4 前驅(qū)體材料的熱行為研究
        3.3.5 水相過程中前驅(qū)體的形成機制
        3.3.6 樣品的微觀形貌
        3.3.7 BET比表面積
        3.3.8 粒徑分析
        3.3.9 拉曼分析
        3.3.10 氧化研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 硼碳熱還原法制備UB_4粉末
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑和儀器
        4.2.2 實驗過程
        4.2.3 樣品表征
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 原料表征
        4.3.2 熱力學(xué)分析
        4.3.3 溫度對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        4.3.4 原料摩爾比例對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        4.3.5 熱重分析
        4.3.6 UB_4 樣品的微觀形貌
        4.3.7 粒徑分析
        4.3.8 BET比表面積分析
        4.3.9 氧化性研究
        4.3.10 抗腐蝕性研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 碳化硼還原法制備UB_4粉末
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑和儀器
        5.2.2 實驗過程
        5.2.3 樣品表征
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 熱力學(xué)分析
        5.3.2 溫度對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        5.3.3 原料初始比例對反應(yīng)產(chǎn)物相組分的影響
        5.3.4 熱重分析
        5.3.5 樣品的微觀形貌
        5.3.6 純度分析
        5.3.7 粒徑分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國能源資源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 方圓,張萬益,曹佳文,朱龍偉.  礦產(chǎn)保護(hù)與利用. 2018(04)
[2]碳化鈾核燃料缺陷結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀[J]. 王德君,何淼,秦芝,黃慶,都時禹.  核技術(shù). 2017(07)
[3]核能開發(fā)和應(yīng)用指引人類未來生活[J]. 王一滸.  黑龍江科學(xué). 2017(04)
[4]加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)——先進(jìn)核燃料循環(huán)的選擇[J]. 駱鵬,王思成,胡正國,徐瑚珊,詹文龍.  物理. 2016(09)
[5]國際核能應(yīng)用及我國核電的發(fā)展[J]. 范中華.  科技視界. 2016(21)
[6]關(guān)于我國核燃料后處理/再循環(huán)的一些思考（英文）[J]. 顧忠茂,柴之芳.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(07)
[7]核子平均質(zhì)量曲線與比結(jié)合能曲線的比較[J]. 司德平.  物理教學(xué). 2011(04)
[8]可燃毒物現(xiàn)狀[J]. 黃華偉,王曉敏,楊靜,許奎,谷曉非,張良.  材料開發(fā)與應(yīng)用. 2010(04)
[9]氮化鈾粉末合成工藝研究[J]. 易偉,代勝平,沈保羅,左國平,談先球,彭倩,王瑩.  核動力工程. 2007(05)
[10]核電站乏燃料對生物圈的影響及ADS對策[J]. 史永謙.  原子核物理評論. 2007(02)



本文編號：3676054