RU2013130000A

RU2013130000A - Полностью керамическое ядерное топливо и соответствующие способы

Info

Publication number: RU2013130000A
Application number: RU2013130000/07A
Authority: RU
Inventors: Франческо ВЕННЕРИ; Ютай КАТОХ; Лэнс СНИД
Original assignee: Логос Текнолоджиз, Инк.; ЮТи-БАТТЕЛЛ, ЭлЭлСи
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2015-01-10
Also published as: WO2012075094A2; US9299464B2; KR20130140752A; EP2647012B1; WO2012075094A3; KR101793896B1; EP2647012A2; JP2014500496A; PL2647012T3; US20120140867A1; US20150310948A1

Abstract

1. Ядерное топливо, содержащее:топливный элемент, содержащий множество частиц трехструктурно-изотропического топлива, внедренных в матрицу из карбида кремния.2. Ядерное топливо по п.1, причем каждая из частиц трехструктурно-изотропического топлива содержит расположенное практически в центре топливное ядро и окружающий топливное ядро керамический слой.3. Ядерное топливо по п.1, причем топливный элемент имеет форму цилиндрической таблетки.4. Ядерное топливо по п.1, причем матрица из карбида кремния имеет плотность, практически равную теоретической плотности.5. Ядерное топливо по п.1, дополнительно содержащее:трубчатую оболочку, образующую внутреннее пространство, причем внешняя поверхность трубчатой оболочки предназначена для контакта с теплоносителем ядерного реактора; имножество топливных элементов, расположенных во внутреннем пространстве.6. Ядерное топливо по п.5, причем трубчатая оболочка представляет собой металлическую оболочечную трубку.7. Ядерное топливо по п.1, дополнительно содержащее графитовый блок, имеющий одно или более отверстий, причем топливный элемент расположен внутри этих одного или более отверстий.8. Ядерное топливо по п.1, причем множество частиц трехструктурно-изотропического топлива содержат трансурановые элементы, выделенные из отработавшего топлива реактора на легкой воде.9. Ядерное топливо по п.1, причем множество частиц трехструктурно-изотропического топлива содержат трансурановые элементы, выделенные из ядерного оружия.10. Способ изготовления ядерного топлива, содержащий:обеспечение наличия множества частиц трехструктурно-изотропического топлива;смешивание множества части

Claims

1. Ядерное топливо, содержащее:

топливный элемент, содержащий множество частиц трехструктурно-изотропического топлива, внедренных в матрицу из карбида кремния.

2. Ядерное топливо по п.1, причем каждая из частиц трехструктурно-изотропического топлива содержит расположенное практически в центре топливное ядро и окружающий топливное ядро керамический слой.

3. Ядерное топливо по п.1, причем топливный элемент имеет форму цилиндрической таблетки.

4. Ядерное топливо по п.1, причем матрица из карбида кремния имеет плотность, практически равную теоретической плотности.

5. Ядерное топливо по п.1, дополнительно содержащее:

трубчатую оболочку, образующую внутреннее пространство, причем внешняя поверхность трубчатой оболочки предназначена для контакта с теплоносителем ядерного реактора; и

множество топливных элементов, расположенных во внутреннем пространстве.

6. Ядерное топливо по п.5, причем трубчатая оболочка представляет собой металлическую оболочечную трубку.

7. Ядерное топливо по п.1, дополнительно содержащее графитовый блок, имеющий одно или более отверстий, причем топливный элемент расположен внутри этих одного или более отверстий.

8. Ядерное топливо по п.1, причем множество частиц трехструктурно-изотропического топлива содержат трансурановые элементы, выделенные из отработавшего топлива реактора на легкой воде.

9. Ядерное топливо по п.1, причем множество частиц трехструктурно-изотропического топлива содержат трансурановые элементы, выделенные из ядерного оружия.

10. Способ изготовления ядерного топлива, содержащий:

обеспечение наличия множества частиц трехструктурно-изотропического топлива;

смешивание множества частиц трехструктурно-изотропического топлива с порошком карбида кремния с образованием смеси-предшественника; и

компактирование смеси-предшественника при заданных давлении и температуре.

11. Способ по п.10, причем заданное давление составляет примерно 10 МПа.

12. Способ по п.10, причем заданная температура составляет примерно 1850°C.

13. Способ по п.10, причем компактирование содержит помещение смеси-предшественника в пресс-форму, имеющую заданную форму, и прессование смеси до механического напряжения.

14. Способ по п.10, причем порошок SiC имеет средний размер частиц менее 1 мкм.

15. Способ по п.10, причем порошок SiC имеет среднюю удельную площадь поверхности более 20 м²/г.

16. Способ по п.10, дополнительно содержащий добавление к смеси-предшественнику спекающих добавок.

17. Способ по п.16, причем спекающие добавки содержат по меньшей мере один из глинозема и оксидов редкоземельных металлов.

18. Способ по п.16, причем спекающие добавки составляют примерно от 6 до 10 массовых % смеси-предшественника.

19. Способ по п.10, причем частицы трехструктурно-изотропического топлива формируют путем покрытия топливных ядер по меньшей мере одним керамическим слоем.

20. Способ по п.10, причем множество частиц трехструктурно-изотропического топлива содержат трансурановые отходы, выделенные из отработавшего топлива реактора на легкой воде.