混料工艺对(U-Mo)-Al燃料板铀均匀性的影响

摘要

U-Mo合金燃料板是世界研究试验堆用新一代燃料元件的发展方向.铀均匀性是(U-Mo)-Al燃料板的关键性能指标.为改善(U-Mo)-Al燃料板铀均匀性,研究了混料工艺(包括混料方式、粉末粒度和混料转速)对芯体铀均匀性的影响.采用转盘式混料机和特制三维混料机对U-Mo粉和Al-Si粉进行混合对比试验,采用三维混料机进行U-Mo合金粉末粒度对比试验和混料转速对比试验.采用氧化还原滴定法测定混合粉的铀含量,采用γ射线吸收法检测燃料板铀均匀性,采用光学显微镜观察芯体微观形貌.试验结果表明,特制三维混料机基本消除了U-Mo合金粉和Al-Si合金粉密度差大带来的比重偏析和积聚现象,达到混合均匀的目的;当U-Mo粉粒度范围为(44-74)μm和三维混料机频率为20Hz(转速为4r/min)时,U-Mo/Al-Si粉末混合均匀程度较高,有利于提高(U-Mo)-Al燃料板均匀区的铀均匀性,但对狗骨区铀均匀性没有积极作用,这主要与狗骨的形成机理有关.