用高活性UO2粉末制造大晶粒UO2芯块

大亚湾核电厂在18个月换料的过渡循环中采用^235U富集度3．7％的燃料组件。一原先采用的^235U富集度3．2％的燃料组件相比，这些组件在反应堆内的运行时间加长，燃耗加深。为此用户对UO2芯块质量提出了更高要求，特别是芯块晶粒尺寸应大于8μm并有更好的堆外热稳定性。本文叙述了1999年宜宾燃料元件厂进行的U1R7／U2R7^235U富集度3．7％的燃料生产，在现有工艺和装备条件下，重点提高UO2粉末的活性，采用高温和长时间烧结使芯块在堆内运行中具有较大的晶粒尺寸和良好的热稳定性。从生产统计的数据看，用高活性UO2粉末制造出的UO2芯块其内在质量较以往有明显的改善，且制造工艺较为稳定。

干法转化工艺制备UO2粉末的热力学计算

UO2粉末干法转化工艺是把固体UF。汽化后在反应室中与来自同心喷咀的水蒸汽反应生成中间化合物UO2F2，然后通过螺旋装置输送到回转还原炉（回转炉）中与逆向的Hz-H2O混合气体转化成UOz粉末．本文介绍了从气态UF。到固体UO2粉末在几个不同阶段的主要化学反应热力学，包括UO2F2＋H2O／H2→UO2／UO2和UO2＋HF→UF4，从热力学角度讨论了回转炉第一个温区的温度和气氛（H：O—H2-HF）对UO2被HF氟化成UF4的影响．此外．结合工艺鉴定试验结果，分析和讨论了反应室和回转炉中干法转化工艺参数对UO：粉末物理性能的影响．

高活性UO_2粉末制备的影响因素研究

采用ADU转炉法生产工艺,对高活性UO2粉末制备过程的影响因素进行了试验研究。结果表明:转炉工作特性、还原温度、还原气氛等试验条件与UO2粉末性能之间存在相互联系,通过对试验数据进行拟合,得到了拟合关系式。

UF_4水解制备UO_2粉末工艺的研究

本文研究了在H2+H2O混合气流下,UF4水解制备UO2粉末过程中的工艺条件,以及影响UO2粉末物性指标和产品含氟量的主要因素,通过试验确定了UF4水解制备UO2粉末的工艺参数.

UO_2筛上料气流粉碎及芯块制备

叙述了进行的 UO2粉末筛上料气流粉碎试验,并进行了制备芯块的研究。

以UF_6水解液为原料制备AUC粉末

以UF_6水解液为原料,采用AUC工艺流程制备AUC粉末。研究了以UF_6水解液为原料制备AUC粉末的主要控制参数,讨论了氟体系制备的AUC粉末与硝酸体系制备的粉末性能间的各种差异。实验结果表明:以UF_6水解液为原料制备AUC粉末时,n(NH_3)/n(U)控制在26～30之间,沉淀时间控制在3～4h较为适宜;按此工艺生产的AUC粉末粒度约为30μm,松装密度为1.2～1.4g/cm^3,组成恒定且质量稳定,重现性好;经分解还原得到的UO_2粉末性能稳定,烧结活性高,烧结密度大于97%T.D.(理论密度)。

聚丙烯酸在ADU粉末制备中的应用

本工作对在重铀酸铵(ADU)的沉淀反应中加入聚丙烯酸(PAA)的工艺进行试验研究。结果表明:在ADU沉淀过程中,通过在沉淀剂氨水中加入少量PAA,能显著增加ADU的沉降速度和改善ADU浆体的过滤性能,干燥后的ADU粉末松散,经分解还原得到的UO_2粉末具有良好的压制、烧结性能。

ADU粉末比表面积控制工艺研究

UO_(2)粉末由ADU粉末分解还原制得,ADU粉末的比表面积会直接影响UO_(2)粉末的压烧性能,需对ADU粉末的比表面积加以控制。针对以硝酸铀酰溶液为原料制备ADU粉末的沉淀反应过程,在固定溶液铀浓度的情况下,研究了加料方式、反应温度、终点pH对ADU粉末比表面积的影响规律。结果表明:ADU粉末的比表面积随反应温度的增大而减小,随终点pH增大呈现先增大后减小的趋势;两步沉淀法制备的ADU粉末比表面积偏高,分解还原制得的UO_(2)粉末出炉易被氧化。在溶液铀质量浓度100 g/L、反应温度60℃、终点pH 8.0条件下,采用一步沉淀法制备的ADU粉末比表面积最佳,分解还原制得的UO_(2)粉末满足芯块制备要求。

UO_2粉末除水对铀含量测定结果的影响

在考查UO2粉末水分释放曲线的基础上,确定了除水条件,同时对UO2粉末除水是否对铀含量测定造成影响进行了研究,结果表明:UO2粉末在惰性气氛下,经600℃高温除水后,对铀含量测定结果有一定影响。

反加料方式制备AUC的工艺研究

介绍了用NH3和CO2气作为沉淀剂,以反加料方式制备(NH4)4[UO2(CO3)3](AUC)的工艺研究。具体研究了反应温度、料液铀浓度、UF6水解液的加入速度等参数对反加料工艺制备AUC晶体的影响。试验表明:控制反应温度在60～70℃、料液铀浓度在200g/L、UF6水解液流量在40 L/h的条件下制得的AUC晶体氟含量低于1000μg/g,松装密度在0.8g/cm3～1.0g/cm3之间,具有很好的流动性。