爱达荷州国家实验室单片燃料制备工艺的发展

摘要

美国能源部开展的降低研究试验堆富集度计划（RERTR）中，通过UMo燃料片的发展，努力实现将高密度单片燃料用于高通量研究试验堆。即，反应堆运行的目标并不是通过高密度（8-9gU／cm3）弥散燃料的利用来实现低富集度（LEU）铀转换。8～9gU／cm。密度的低富集度反应堆铀燃料转换可能是唯一可行的单片燃料形式。发展后的UMo燃料片燃料密度可达16gU／cm3，因此，尽管没有任何有效的反应堆运行补偿，利用LEU转换仍然有一定的发展潜力。UMo单片燃料的发展主要面临燃料元件制备和堆内燃料元件性能两方面的挑战。目前，这2个问题都摆在了爱达荷州国家实验室（INL）面前。1NL对正在进行的单片UMo燃料的发展有一个全面的认识，包括复合／标准燃料片的发展。已经讨论的制备工艺包括：UMo合金化和铸造，通过热轧实现燃料片制备，通过包覆轧和热喷涂工艺实现燃料．包壳层间应用，热等静压（HIP）和摩擦焊（FB）复合粘结，以及燃料板表面处理。