彌散型核燃料作為事故容錯燃料中最重要的一種類型,是把含有裂變物質(zhì)的燃料相顆粒均勻地彌散分布在性能優(yōu)良的非裂變基體相中而得到的燃料。尤其是以鉬為彌散介質(zhì)的的彌散型核燃料性能更為優(yōu)異,鉬擁有超高的熱導(dǎo)率與高熔點,并且還是加速器次臨界系統(tǒng)(ADS)的備選材料。但是這種彌散型核燃料在制備過程中,存在著一系列的挑戰(zhàn),包括核燃料微球與彌散介質(zhì)的界面相容性,以及核燃料芯塊的事故容錯性。傳統(tǒng)彌散型核燃料的制備方法是將核燃料微球直接分散在惰性的介質(zhì)中,但是由于兩種材料的物理性質(zhì)之間的差異,在高溫?zé)Y(jié)過程中使得核燃料微球與彌散介質(zhì)的界面不能很好地融合,出現(xiàn)間隙,從而使整個芯塊的熱導(dǎo)率降低。在本文中通過對核燃料微球進行表面電性修飾,使得彌散介質(zhì)的納米顆粒在電性引力作用下吸附在燃料微球表面,然后再將表面吸附了彌散介質(zhì)納米顆粒的核燃料微球與彌散介質(zhì)混合,使得核燃料微球與彌散介質(zhì)的界面相容性得到了一定的改善,也使得核燃料芯塊的熱導(dǎo)率有了一定的提升。對于以鉬等金屬基質(zhì)構(gòu)成的彌散型核燃料有著最優(yōu)異的性能,但是在事故條件下,金屬材料會和水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,大大降低了核燃料芯塊的安全性。針對這一問題,本論文探討了一種新的...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 核能的發(fā)展
    1.2 核燃料循環(huán)
        1.2.1 核燃料循環(huán)簡介
        1.2.2 嬗變裝置簡介
    1.3 核燃料的類型和特點
        1.3.1 金屬型核燃料
        1.3.2 陶瓷型核燃料
        1.3.3 彌散型核燃料
    1.4 事故容錯燃料
        1.4.1 事故容錯燃料簡介
        1.4.2 事故容錯燃料的要求
        1.4.3 事故容錯燃料的發(fā)展
    1.5 本文的研究意義與主要內(nèi)容
第2章 表面納米鉬修飾的核燃料微球制備研究
    2.1 引言
    2.2 核燃料微球表面修飾原理
    2.3 正電性核燃料凝膠微球的可控制備
        2.3.1 實驗材料及方法
        2.3.2 凝膠微球的粒徑控制
        2.3.3 凝膠微球的表面電性
    2.4 負電性納米金屬鉬的制備
        2.4.1 實驗材料及方法
        2.4.2 制備參數(shù)對納米鉬粒徑的影響
        2.4.3 納米鉬的表面電性
    2.5 本章小結(jié)
第3章 鉬基彌散型核燃料芯塊的制備及其界面相容性研究
    3.1 引言
    3.2 彌散型核燃料芯塊制備與表征方法
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 實驗方法
        3.2.3 表征方法
    3.3 核燃料芯塊的微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.1 核燃料微球吸附納米鉬的微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.2 核燃料芯塊截面的微觀結(jié)構(gòu)
    3.4 核燃料芯塊的導(dǎo)熱性
        3.4.1 紅外激光法測量核燃料芯塊的熱導(dǎo)率
        3.4.2 瞬態(tài)表面熱源法測量核燃料芯塊的熱導(dǎo)率
    3.5 本章小結(jié)
第4章 具有核殼結(jié)構(gòu)的彌散型核燃料芯塊的原位制備研究
    4.1 引言
    4.2 制備原理
    4.3 核殼結(jié)構(gòu)彌散型核燃料粗胚的殼層尺寸控制
        4.3.1 實驗材料及步驟
        4.3.2 混合時間對殼層厚度的影響
        4.3.3 物料密度對殼層厚度的影響
    4.4 核(U₃O₈-Mo-SiC)-殼(SiC)結(jié)構(gòu)彌散型核燃料芯塊的原位制備
        4.4.1 實驗材料
        4.4.2 核(U₃O₈-Mo-SiC)-殼(SiC)結(jié)構(gòu)彌散型核燃料芯塊粗胚的制備
        4.4.3 核(U₃O₈-Mo-SiC)-殼(SiC)結(jié)構(gòu)彌散型核燃料芯塊的制備
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3993103