اثر افزودني تف‌جوشي بر رشد دانه در قرص سوخت هسته‌اي UO2

The Effect of Sintering Additive on Grain Growth in UO2 Nuclear Fuel Pellet

در اين كار اثر افزودنيهاي مختلف روي رشد دانه و چگالش قرص UO2 با شروع از پودر با مشخصات شيميايي و فيزيكي معين مورد مطالعه و بررسي قرار گرفت. مخلوط پودر و افزودنيها متراكم پرس و تحت اتمسفر هيدروژن در مدت 6 ساعت و در دماي 1700 ˚C‌ تف‌جوشي شد. افزودني Cr2O3 نه تنها ميزان چگالش قرص را افزايش داد بلكه اندازه‌ي دانه را نيز به ‌شدت افزايش داد. در صورتي‌كه افزودنيهاي ديگر تأثير خيلي كمي در افزايش اندازه دانه‌ي قرص سوخت هستهاي داشتند. رفتار تف‌جوشي و تشكيل ريزساختار درشت- دانه برحسب كاهش كروم اكسيد به كروم فلزي، انحلال Cr2O3 در UO2 و تف‌جوشي توصيف شده است.

In this work, a powder with specific chemical and physical characteristics was used and the effect of different additives on grain growth and densification of UO2 pellets were studied. The mixture of powder and additives was pressed and then sintered under hydrogen atmosphere for 6 hours at 1700֩C. The Cr2O3 additive not only increased densification but also severely increased the grain size. Other additives had little effect on grain growth of the nuclear fuel pellets. Sintering behavior and Coarse-grained microstructure formation are discussed in terms of the reduction of Cr2O3 to Cr, the dissolution of Cr2O3 in UO2 and sintering.