基本介紹
- 中文名：鈾釷混合陶瓷燃料
- 外文名：mixed Uranium-Thorium ceramic fuels
鈾釷混合氧化物、碳化物或氮化物陶瓷燃料的統稱，以(U，Th)O2、(U，Th)C2〔或(U，Th)C〕及(U，Th)N表示。鈾釷混合陶瓷燃料含有易裂變核素U(鈾-235)和可轉換核素Th(釷-232)，是釷循環高溫氣冷堆的一種重要燃料體系。它也可能用在輕水增殖堆(LWBR)或加壓重水堆(PHWR)中。在釷循環水堆中，使用的鈾釷混合陶瓷燃料主要是混合氧化物〔(U，Th)O2〕。(U，Th)O2，其主要物理性質列於表中。它的晶體結構與UO2、PuO2或(U，Pu)O2的相同，是面心立方的CaF2結構。但是它具有更高的熔點，可以在更高的溫度和比功率下工作。它也具有更高的熱導率，因此在相同的功率下，燃料溫度較低，裂變產物釋放也就減少。它的化學穩定性也較好。鈾釷混合氧化物芯塊的製造方法基本和二氧化鈾的相同。在釷循環高溫氣冷堆中，只有在非分離釷循環時，才使用鈾釷混合陶瓷燃料(U，Th)O2和(U，Th)C2。碳化物與氧化物比，熔點低，但熱導率高，單位體積內裂變原子數多。在高溫堆中，這兩種芯核(燃料微球)的選擇，決定於多種因素的綜合考慮，即輻照下芯核遷移(稱阿米巴效應)、裂變產物和包覆層間的作用、金屬裂變產物的釋放、芯核和濕氣的作用和製造的難易程度。鈾釷混合氧化物或碳化物芯核主要採用溶膠凝膠法製造。早期也採用粉末團聚法。
(U0.2Th0.8)O2的主要物理性質
晶體結構 | 密度(t/m) 298K | 熔點(K) | 比熱[J/(kg·K)] | 熱導率[W/(m·K)] | 熱膨脹係數(K) 1100~2400K | |
773K | 1773K | |||||
面心立方(CaF2型) | 10.18 | 3598±50 | 314 | 5.2 | 4.0 | 12.5×10 |
