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外胶凝法制备
Th
x
Zr
1
-
x
O
2
惰性基质燃料胶凝行为及微结构研究
黄鹤
1,2
王鹏
1
严超
1
于小河
1
[ ... ]
朱智勇
1,**
作者单位
摘要
1
中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2
中国科学院大学北京 100049
惰性基质燃料(Inert Matrix Fuel,IMF)可有效转化钚和长寿命次锕系核素,可以防止核**扩散和提高乏燃料管理能力,是近年来的一个研究热点。溶胶凝胶法具有产品元素分布均匀、湿法操作流程不易产生放射性粉尘等优点,因此,在研究中被用于制备锆基IMF。采用外胶凝工艺制备Th
x
Zr
1-
x
O
2
惰性基质燃料,以溶黏度为主要的胶凝指征,研究了不同金属离子浓度、不同温度下溶胶黏度随
c
(NH
4
+
)/
c
(NO
3
-
)的变化规律,归纳了不同工艺参数条件下的溶胶胶凝行为类型,绘制了胶凝化场图,可为成功制备相应的凝胶湿球提供量化依据。采用X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)研究了经过不同温度热处理之后的核芯结构,结果表明:经过1 350 ℃烧结退火后的微球生成了两相金属氧化物相,ZrO
2
在氧化钍基底中未生成固溶体,X射线成像结果表明,微球具有良好的球形度且内部没有裂纹。扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和能量弥散X射线谱(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)结果表明,微球内部孔洞致密且元素分布达到分子级均匀。
钍基
惰性基质燃料
胶凝行为
微结构
外胶凝
混合氧化物燃料
Thorium-based
Inert matrix fuel
Gelation behavior
Microstructure
External gelation process
Mixed-oxide fuel
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核技术
2023, 46(10): 100605
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