制备近似球形AUC结晶的初步研究

研究了沉淀剂组成、搅拌速度、溶液的过饱和度等因素对AUC沉淀结晶的影响。结果表明 :c(CO2 - 3) /c(U) >3、c(NH+4) /c(U) >6时可得到符合 (NH4 ) 4 UO2 (CO3) 3化学计量的化合物。溶液中沉淀结晶物质的过饱和度对AUC沉淀结晶的粒度、形貌有重要影响。过饱和度较低时 ,形成的结晶为长径比较大的棱柱形结晶 ,流动性较差 ;饱和度较高时 ,造成晶核严重泛滥 ,从而改变了晶体的生长习性 ,晶体呈同向生长 。

八氧化三铀的 X 射线光电子能谱研究

用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析研究了八氧化三铀（Ｕ３Ｏ８）的表面结构以及一氧化碳对Ｕ３Ｏ８表面结构的影响。Ｕ３Ｏ８为混合价化合物，ＸＰＳ分析表明它符合Ｕ２ⅥＵｎ－２ⅣＯ２ｎ＋２模式。在７．２×１０６ＬＣＯ气氛中，Ｕ３Ｏ８中氧含量减少，Ｏ／Ｕ比值下降了８．０％。同时ＵＯ３的量减少了１６．６％。研究结果表明一氧化碳气氛对Ｕ３Ｏ８的表面有一定的还原作用。

用远红外线干燥氧化铀凝胶球

研究了用远红外线干燥氧化铀凝胶球的各种影响因素，其中包括湿球（φ１．２ｍｍ）的铺放强度。空气的对流与增湿，温控程序等。目的是获得无破裂的干球，以奠定热处理的良好基础。结果表明：远红外箱内的热空气应当对流与增湿。在温控程序中对６Ｏ℃的恒温时间应≥２．５ｈ，在该条件下，湿球的铺放强度能达到３．８ｋｇ／ｍ２。还讨论了凝胶结构、脱水及干球破裂的机理。

二氧化铀芯块的低分压氧化性气氛烧结

研究在1 200～1 400℃、低分压氧化性气氛中采用添加剂生坯块、基体,以烧结时间、烧结温度、烧结气氛为条件所进行的二氧化铀坯块的烧结及烧结块的行为和性能。根据试验数据。确定了合适的烧结工艺参数。对试验中的现象进行了分析。提高低分压氧化性气氛烧结块性能的关键措施是适当提高原始粉末的O/U原子比。

多气泡对燃料颗粒应力分布的影响研究

利用有限元模拟方法建立了UO2弥散型燃料颗粒受内部多个气泡内压作用的模型,计算得到了燃料颗粒内部存在多个气泡时的应力分布结果。结果表明,当气泡沿x轴均匀排列时,y方向的最大正应力随气泡数量的增多而增大,且增大幅度逐渐减小,气泡对燃料颗粒内部最大正应力的影响存在极限;当存在多行气泡时,燃料颗粒内部x方向的最大正应力随气泡行数的增加而增大,y方向的最大正应力随气泡行数的增加而减小;气泡造成的燃料颗粒内部的应力集中效应随距径比的增大而减小。

弥散燃料颗粒裂纹起源的有限元模拟分析

通过建立含多气泡的燃料颗粒模型,采用有限元方法分析了燃料颗粒在裂变气体气泡内压作用下的应力分布,统计了燃料颗粒内部气泡位置对气泡内壁处的最大拉应力的影响,并结合实验结果探寻了弥散燃料颗粒在辐照后退火时的裂纹起源。结果表明:当弥散燃料颗粒内部含有多个裂变气体气泡时,受气泡内压作用,气泡内壁径向应力为压应力,环向应力为拉应力;气泡位置距燃料颗粒心部越远,气泡内壁处的最大环向拉应力越大;表层气泡的最大环向拉应力远大于心部气泡的;燃料颗粒裂纹起源于表层气泡内壁。

掺钛UO_2微球烧结行为研究

采用溶胶-凝胶方法制备掺钛UO2微球,并通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等观察掺钛微球的微观组织、气孔分布、晶粒大小、钛元素分布以及用水浸渍法测量其密度。实验结果表明：在一定烧结温度下,掺入少量钛可明显提高烧结性能。在实验条件下,最佳掺钛量为0.3%（质量分数）以内、烧结温度为1250~1350℃。研究了活化烧结机制,得出其物质迁移机制可能为加强阳离子扩散和剩余氧共同作用的结果;最后研究了钛元素的分布,除固溶于UO2微球外,其他钛氧化物以游离相粒子形式富集在晶界上。

UO 2粉末低温氧化表面改性研究

本工作研究探索UO2粉末的低温预氧化工艺。分别以10和20℃/min的升温速度,将UO2粉末于流动空气中加热至900℃进行热分析,试验观测到第1个放热峰温度为224.6和239.7℃,第2个放热峰温度为367.0和381.7℃。采用X射线衍射法分析了UO2粉末于240、382和815℃下氧化保温8 h后超化学计量铀氧化物UO2＋x的物相组成。结果表明：UO2粉末在100^120℃下失去吸附水;在240℃氧化8 h后,有极少量的U3O7生成,382和815℃下氧化8 h后有U3O8生成。欲实现UO2低温烧结,获得2.25的最佳O/U原子比,可将UO2粉末预氧化工艺温度控制在240^370℃之间。

气泡相互作用对燃料颗粒应力分布的影响

本工作建立了受气泡内压作用的双气泡UO2模型,利用有限元方法得到燃料颗粒受气泡内压作用、不同气泡间距条件下的燃料颗粒应力分布结果,并讨论了气泡间距、气泡半径和气泡内压对气泡之间相互作用的影响。研究结果表明,受气泡相互作用的影响,燃料颗粒内部产生了应力集中,应力集中倍率与气泡间距和气泡半径的比值(距径比)有关,与气泡内压无关。当距径比等于1时,应力集中倍率约为未考虑气泡相互作用影响时的2倍。当气泡尺寸不同时,应力集中主要发生在靠近小气泡的燃料基体处。

掺杂钛对UO_2微球微观结构的影响

研究了掺杂0.7%（质量分数）钛对UO2微球微观结构的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,气孔数量减少,但单个气孔体积却增大,其主要机制可能是小气孔之间的溶合;1250~1450℃之间烧结时,晶粒生长速度出现不一致,部分晶粒开始迅速生长,晶粒大小分布出现＂双高＂特征,且氧化钛大部分均匀分布在微球晶粒内部,少量氧化钛解析出来并富集在晶界上,而在1550℃时,晶粒大小分布基本为正态分布,平均晶粒大小约为42μm,且氧化钛则大部分富集在晶界上。

微氧化气氛下二氧化铀芯块低温烧结

试验研究了微氧化气氛下二氧化铀芯块的低温烧结。试验结果表明:当烧结温度固定时,烧结块的密度随烧结时间的延长而升高;在相同的烧结时间内,提高烧结温度,烧结块的密度随之提高,且提高程度比延长烧结时间提高的程度更为显著。

在振动流化床反应器中还原三氧化铀

应用机械振动可以改善流态化品质，将振动流化床(VFB)作为气固催化、非催化反应器具有诱人的前景。以UO_３氢还原反应为体系，对VFB的空隙率等流体力学特性和反应器性能进行了研究。由于床层中没有大气泡生成，与普通流化床(CFB)相比，VFB具有更低的初始流化速度和更大的床层空隙率，而且流化稳定。在VFB中进行UO_３还原反应还表明，即使在流化气速较低时，VFB仍能最大限度消除外扩散对反应过程的影响。

HNO_3和有机介质中U（Ⅳ）的稳定性研究

研究了ＨＮＯ＿３和ＴＢＰ－煤油介质中Ｕ（Ⅳ）的稳定性。测定了两种介质中Ｕ（Ⅳ）、ＨＮＯ＿３、ＴＢＰ浓度和气相中氧浓度对Ｕ（Ⅳ）氧化速率的影响。Ｕ（Ⅳ）的氧化速率都随温度提高而明显增加．其表观活化能分别为９１ｋＪ／ｍｏｌ（ＨＮＯ＿３介质）和４２ｋＪ／ｍｏｌ（ＴＢＰ－煤油介质）。对两种介质中Ｕ（Ⅳ）的氧化速率规律进行了比较。

陶瓷UO2畸形球的控制方法

研究了用于高温气冷核反应堆燃料核芯中畸形球的种类、产生机理及其控制方法。在500 ℃以下空气中进行了脱碳研究，结果发现破裂球(缺裂球、沟槽球等)的产生基本上来源于干球的不完全脱碳所致。在振动分散条件下进行了溶胶的分散研究。结果发现，孪生球和椭圆球的形成基本上来源于溶胶的不均匀分散所致。因此，为了控制和防止上述两类畸形球的形成，最重要的方法是，(1)必须在一定脱碳程序下供给必要的空气量，确保脱碳完全；(2)必须采用合理的溶胶参数下保持均匀分散，以保证球形均匀。

二氧化铀粉末513K下空气氧化机制和动力学研究

为获取壳层O/U比约为2.25而芯部仍为UO2的预氧化活性粉末以进行UO2芯块的低温烧结试验,研究了UO2粉末在513K下于静态空气中的氧化机制和动力学。结果表明:UO2粉末在513K下氧化,可分为氧化前期和氧化后期;UO2粉末氧化后期绝对增重比率极限为0.489%;氧化前期反应速率受界面化学反应控制,氧化后期反应速率受扩散控制;氧化前期,UO2粉末氧化属于缩核模型,UO2单颗粒单位面积上氧化质量的增加量解析式为Δw/Sn=0.1041t-2.14667,氧化速率常数kc=3.49×106exp(-73919.39/RT)。

烧结二氧化铀燃料裂变气体肿胀的数值模拟研究

建立低温条件下烧结二氧化铀燃料(简称UO2燃料)中裂变气体的肿胀计算模型,采用有限差分方法编写计算程序,定量计算不同燃耗和温度条件下UO2燃料中固溶态的裂变气体份额、裂变气体气泡的密度与平均半径以及它们对燃料肿胀的贡献。计算表明,该模型能用于预测低温条件下UO2燃料中裂变气体所导致的肿胀随燃耗的变化规律。

微波脱硝用于高加浓铀转型的研究

为了简化微波脱硝流程，硝酸铀酰在微波场中脱硝生成ＵＯ＿３后进一步用微波加热，ＵＯ＿３即发生相变生成单一形态的氧化物Ｕ＿３Ｏ＿８。相变时物料温升在２ｍｉｎ内达２００－３００℃。通过输入功率可以控制相变温度。大约５００ｔ时可得到Ｕ＿３Ｏ＿８，它不含残余的氮氧化物，其比表面积＞３ｍ￣２／ｇ。微波场中用红外温度计及光纤温度计测量温度。针对设定的高加浓铀物料（９０ｇ（Ｕ）／１、４ｍｏｌ／ｌＨＮＯ＿３和每批操作１．２１），研究了批式脱硝操作的工作曲线及工艺条件，并提出了高加浓铀微波脱硝装置的设计资料。

多极蒸发仪发射光谱法测定八氧化三铀中铁硅锰磷铜硼

本文研究了多极蒸发仪发射光潜法测定八氧化三铀中铁硅锰磷铜硼的蒸发温度、蒸发温度均匀性、样品重量及蒸发速度对测定灵敏度、准确度和重现性的影响等,得到了满意的结果。

钨基二氧化铀芯块的热膨胀研究

无压烧结制备了UO2和UO2-W芯块,并在300K^1800K温度范围内测定了UO2、W和UO2-W芯块的热膨胀曲线,拟合计算出了上述芯块的线性热膨胀系数。线性热膨胀系数随着UO2的体积分数的增加而增大。利用Kerner模型计算了UO2-W芯块的线性热膨胀系数与实验值对比,在UO2的体积分数较低时,实验值与理论值偏差较大,说明连续相W基体限制了UO2的膨胀。UO2-W芯块在87%~95%TD的密度范围内,密度对芯块的热膨胀没有影响。

用IRIS/AP全谱直读ICP-AES光谱仪测定U_3O_8标样中Al、Mn、Mo和Ti

本法采用237-季按萃取树脂，利用车取色谱分离技术，将U3O8。标样中铀与诗测杂质元素在6．5mol／LHNO3。介质中定量分离后，用IRIS／AP全谱直读光谱仪同时测定Al、Mn、Mo和Ti，分析结果均落在标准值的置信区间内，RSD＜5％。