RU2157568C1 - Nuclear fuel pellet - Google Patents

Abstract

FIELD: nuclear engineering; pressurized-tube uranium-graphite reactors. SUBSTANCE: pellet is composed of powdered mixture of uranium dioxide doped with erbium oxide (Er₂O₃). Erbium oxide content in nuclear fuel is from 0.46 to 0.64 mass percent of erbium at 2.6 to 2.8 mass percent of U-235 in nuclear fuel. Open porosity of molded and baked mixture of erbium oxide doped uranium dioxide (UO₂) is not over 1%. Proposed pellets offer better fuel burnout, reduced consumption of fuel elements per unit energy generated and reduced amount of spent fuel, reduced reactivity coefficient of steam and irregularity of energy release, reduced maximal linear load on fuel elements. EFFECT: improved quality of fuel pellet. 4 cl

Description

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям тепловыделяющих сборок канальных уран-графитовых реакторов типа РБМК (реактор большой мощности канальный), в которых используется ядерное топливо на основе двуокиси урана с добавкой окиси эрбия (Er₂O₃).The invention relates to nuclear engineering, in particular to designs of fuel assemblies for channel uranium-graphite reactors of the RBMK type (high-power channel reactor), which use nuclear fuel based on uranium dioxide with the addition of erbium oxide (Er ₂ O ₃ ).

Уровень техники. The prior art.

Анализ причин аварии на Чернобыльской АЭС показал, что к катастрофическим последствиям привели недостатки конструкции стержней регулирования и неоптимальное уран-графитовое отношение. В результате паровой коэффициент реактивности составил (4 - 5) β. После аварии на всех блоках АЭС с реакторами типа РБМК были проведены мероприятия по повышению безопасности реакторов. На первом этапе паровой коэффициент реактивности был снижен до 1 β за счет загрузки (52 - 54) дополнительных поглотителей (ДП) в РБМК- 1500 и около 80 ДП в РБМК-1000 и увеличения оперативного запаса реактивности до 55 стержней в РБМК-1500 и 45 стержней в РБМК-1000. Таким способом был практически исключен неконтролируемый рост мощности реактора на мгновенных нейтронах в случае вероятного обезвоживания активной зоны при аварии с потерей теплоносителя. An analysis of the causes of the accident at the Chernobyl nuclear power plant showed that the design flaws of the control rods and the non-optimal uranium-graphite ratio led to catastrophic consequences. As a result, the steam reactivity coefficient was (4 - 5) β. After the accident, measures were taken at all reactor units with RBMK-type reactors to improve reactor safety. At the first stage, the steam reactivity coefficient was reduced to 1 β due to loading (52 - 54) of additional absorbers (DP) into RBMK-1500 and about 80 DP into RBMK-1000 and increasing the operational reactivity margin to 55 rods in RBMK-1500 and 45 rods in RBMK-1000. In this way, an uncontrolled increase in instantaneous neutron reactor power in the event of a probable dehydration of the core in an accident with a loss of coolant was practically eliminated.

Увеличение числа дополнительных поглотителей в активной зоне привело к значительному снижению глубины выгорания топлива и, как следствие, к ухудшению экономических характеристик топливного цикла. Глубина выгорания выгружаемого топлива уменьшилась примерно на 25%. Кроме прямых экономических потерь из-за недовыгорания топлива обострилась проблема топлива, поскольку рост темпа перегрузок топлива привел к ускоренному заполнению бассейнов выдержки отработанного топлива. An increase in the number of additional absorbers in the core led to a significant decrease in the depth of fuel burnup and, as a result, to a deterioration in the economic characteristics of the fuel cycle. The burnup depth of the unloaded fuel decreased by about 25%. In addition to direct economic losses due to undercooling of fuel, the fuel problem has become more acute, since an increase in the rate of fuel overloads has led to an accelerated filling of spent fuel storage pools.

На втором этапе в реакторах РБМК был осуществлен переход на топливо с обогащением по урану-235 2,4%. Это позволило достичь проектной глубины выгорания и значительно улучшить экономичность топливного цикла. At the second stage, RBMK reactors switched to fuel with uranium-235 enrichment of 2.4%. This made it possible to achieve the design burnup depth and significantly improve the fuel cycle efficiency.

Одновременно проводились исследования по поиску более экономичного способа снижения парового коэффициента реактивности вместо использования дополнительных поглотителей. At the same time, studies were conducted to find a more economical way to reduce the steam reactivity coefficient instead of using additional absorbers.

Известно, что активные зоны водоохлаждаемых реакторов могут быть сформированы из тепловыделяющих сборок, содержащих топливо различного состава с добавкой выгорающего поглотителя, что позволяет компенсировать реактивность, выравнивать энерговыделение по объему активной зоны и поддерживать температурный коэффициент реактивности на заданном уровне. В качестве выгорающих поглотителей используются редкоземельные элементы и их оксиды, в частности эрбий (WO 95/04994 A1,1995). It is known that the active zones of water-cooled reactors can be formed from fuel assemblies containing fuel of various compositions with the addition of a burnable absorber, which makes it possible to compensate for reactivity, equalize energy release over the volume of the active zone and maintain the temperature coefficient of reactivity at a given level. Rare earth elements and their oxides, in particular erbium, are used as burnable absorbers (WO 95/04994 A1,1995).

Эрбий при использовании его в качестве выгорающего поглотителя, в отличие от других редкоземельных элементов, вводится в ядерное топливо в значительно меньших концентрациях, что положительно сказывается на физических, теплотехнических и технологических свойствах топлива. В частности, добавление в топливо эрбия оказывает слабое влияние на такой фактор, как коэффициент теплопроводности топлива. Erbium, when used as a burnable absorber, unlike other rare-earth elements, is introduced into nuclear fuel in much lower concentrations, which positively affects the physical, thermal and technological properties of the fuel. In particular, the addition of erbium to the fuel has a weak effect on a factor such as the thermal conductivity of the fuel.

Известна тепловыделяющая сборка канального ядерного реактора, содержащая тепловыделяющие элементы с топливом в виде окиси урана, в котором содержится эрбий с концентрацией от 0,3% до 0,8% (см. RU 2065627, C, 1996). Known fuel assembly of a channel nuclear reactor containing fuel elements with fuel in the form of uranium oxide, which contains erbium with a concentration of from 0.3% to 0.8% (see RU 2065627, C, 1996).

В настоящее время на реакторах РБМК осуществляется ряд мероприятий, направленных на дальнейшее совершенствование активной зоны. В частности, осуществляется переход на новые стержни регулирования с ленточным звеном, начинается эксплуатация ТВС с дистанционирующими решетками из циркониевого сплава вместо нержавеющей стали, изучаются вопросы возможности снижения оперативного запаса реактивности. Альтернативой сохранения ДП в активной зоне является повышение содержания эрбия в топливе. Для того чтобы увеличение содержания эрбиевой добавки в топливе не привело к потерям в выгорании топлива, необходимо одновременно увеличивать обогащение топлива. Currently, a number of measures are being implemented at RBMK reactors aimed at further improving the core. In particular, the transition to new control rods with a belt link is underway, the operation of fuel assemblies with spacer grids made of zirconium alloy instead of stainless steel begins, issues of the possibility of reducing the operational reactivity margin are studied. An alternative to maintaining DP in the core is to increase the erbium content in the fuel. In order for the increase in the erbium content of the fuel to not lead to losses in fuel burnup, it is necessary to simultaneously increase fuel enrichment.

Введение эрбия в топливо канального ядерного реактора типа РБМК позволяет уменьшить величину парового коэффициента реактивности. The introduction of erbium into the fuel of a RBMK channel nuclear reactor allows one to reduce the value of the steam reactivity coefficient.

Наличие эрбия в топливе РБМК позволяет осуществить замену в активной зоне, по крайней мере, части дополнительных поглотителей (ДП) на рабочие тепловыделяющие сборки, что повышает глубину выгорания топлива. The presence of erbium in RBMK fuel allows the replacement in the core of at least part of additional absorbers (DP) with working fuel assemblies, which increases the fuel burnup depth.

Кроме того, эрбий как поглотитель нейтронов, выгорает не так интенсивно, как, например, гадолиний или бор, и сохраняет свое воздействие на паровой коэффициент реактивности большую часть кампании. В то же время добавление эрбия в топливо уменьшает максимальную мощность каналов и выравнивает энерговыделение по активной зоне. In addition, erbium, as a neutron absorber, does not burn out as intensely as, for example, gadolinium or boron, and retains its effect on the steam reactivity coefficient for most of the campaign. At the same time, the addition of erbium to the fuel reduces the maximum power of the channels and evens out the energy release in the core.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является таблетка ядерного топлива, содержащая спрессованный и спеченный порошок смеси двуокиси урана (UO₂) с добавкой окиси эрбия (Er₂O₃) (см. Межуев В.А. и др. Некоторые аспекты конструкции и технологии изготовления ТВС энергетических реакторов с увеличенным ресурсом и повышенной надежностью, Атомная энергия, т. 84, вып. 2, февраль 1998, с. 126, 127).The closest in technical essence and the achieved result to the described invention is a nuclear fuel tablet containing compressed and sintered powder of a mixture of uranium dioxide (UO ₂ ) with the addition of erbium oxide (Er ₂ O ₃ ) (see Mezhuev V.A. et al. Some aspects of the design and manufacturing technology of fuel assemblies for energy reactors with increased life and increased reliability, Atomic Energy, vol. 84, issue 2, February 1998, pp. 126, 127).

В известной таблетке ядерного топлива для канального ядерного реактора обогащение урана составляет от 2,4% до 2,6%, а содержание эрбия в топливе (двуокись урана) составляет 0,41% по массе. Добавление в топливо окиси эрбия позволяет осуществлять замену дополнительных поглотителей на штатные тепловыделяющие сборки, что улучшает параметры активной зоны. Использование ядерного топлива с добавкой эрбия и повышенным обогащением урана позволяет существенно повысить глубину выгорания ядерного топлива. In a known nuclear fuel tablet for a channel nuclear reactor, uranium enrichment is from 2.4% to 2.6%, and the erbium content in the fuel (uranium dioxide) is 0.41% by mass. The addition of erbium oxide to the fuel allows the replacement of additional absorbers with regular fuel assemblies, which improves the parameters of the core. The use of nuclear fuel with the addition of erbium and increased enrichment of uranium can significantly increase the burnup depth of nuclear fuel.

Очевидно, что при увеличении числа выводимых дополнительных поглотителей из активной зоны и замене их на тепловыделяющие сборки, с уран-эрбиевым топливом, необходимо соответственно повышать процентное содержание эрбиевой добавки. Причем при увеличении числа выводимых поглотителей следует компенсировать их отсутствие увеличением содержания эрбия в топливе. В свою очередь повышение содержания эрбия следует компенсировать увеличением степени обогащения топлива. It is obvious that when increasing the number of additional absorbers removed from the core and replacing them with fuel assemblies with uranium-erbium fuel, it is necessary to increase the percentage of erbium additive accordingly. Moreover, with an increase in the number of removable absorbers, their absence should be compensated for by an increase in the erbium content in the fuel. In turn, an increase in the erbium content should be compensated by an increase in the degree of fuel enrichment.

Однако при произвольном выборе соотношения между повышенными величинами обогащения топлива и содержания добавки эрбия может возникнуть ситуация, когда будет установлено, например расчетом, что из активной зоны нельзя удалить требуемое число ДП. Действительно, без согласования соотношения между обогащением топлива и содержанием добавки эрбия и при выгрузке требуемого числа ДП возможно резкое снижение глубины выгорания. Особенно негативные факторы проявятся при небольших величинах обогащения топлива и при существенном содержании эрбия в топливе. However, with an arbitrary choice of the ratio between the increased values of fuel enrichment and the content of the erbium additive, a situation may arise when it is established, for example, by calculating that the required number of DPs cannot be removed from the core. Indeed, without coordinating the relationship between fuel enrichment and the content of erbium additive and when unloading the required number of DPs, a sharp decrease in the burnup depth is possible. Especially negative factors will manifest themselves with small amounts of fuel enrichment and with a significant erbium content in the fuel.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является разработка и создание таблетки ядерного топлива, обладающего улучшенными экономическими показателями. An object of the present invention is to develop and create a nuclear fuel tablet having improved economic performance.

В результате решения данной задачи могут быть получены новые технические результаты, заключающиеся в том, что повышается выгорание топлива, уменьшается расход ядерного топлива на единицу выработанной энергии и сокращается объем отработавшего ядерного топлива, снижается величина парового коэффициента реактивности и неравномерность энерговыделения в активной зоне, уменьшается максимальная линейная нагрузка на тепловыделяющие элементы. As a result of solving this problem, new technical results can be obtained, namely that fuel burnup is increased, nuclear fuel consumption per unit of generated energy is reduced and the volume of spent nuclear fuel is reduced, the value of the steam reactivity coefficient and uneven energy release in the core decrease, and the maximum linear load on the fuel elements.

Данные технические результаты достигаются тем, что в таблетке ядерного топлива, содержащей спрессованный и спеченный порошок смеси двуокиси урана (UO₂) с добавкой окиси эрбия (Er₂O₃), содержание окиси эрбия в топливе составляет от 0,46% вес. до 0,64% вес. по эрбию при условной массовой доле U-235 от 2,6% до 2,8% вес., а открытая пористость спрессованной и спеченной смеси двуокиси урана (UO₂) с добавкой окиси эрбия не превышает 1%.These technical results are achieved in that in a nuclear fuel tablet containing a compressed and sintered powder of a mixture of uranium dioxide (UO ₂ ) with the addition of erbium oxide (Er ₂ O ₃ ), the content of erbium oxide in the fuel is from 0.46% by weight. up to 0.64% weight. for erbium with a conditional mass fraction of U-235 from 2.6% to 2.8% by weight, and the open porosity of a compressed and sintered mixture of uranium dioxide (UO ₂ ) with the addition of erbium oxide does not exceed 1%.

Отличительная особенность описываемого изобретения состоит в следующем. Добавление эрбия в топливо позволяет значительно снизить паровой коэффициент реактивности в РБМК, т. к. изотоп ¹⁶⁷Er, концентрация которого составляет 22,9%, имеет сильный резонанс при энергии нейтронов 0,47 эВ. При уменьшении плотности теплоносителя происходит сдвиг спектра нейтронов в сторону резонанса и увеличение поглощения нейтронов в эрбии. Это обусловлено тем, что снижается скорость замедления нейтронов, поскольку замедления на воде не происходит, и в формировании спектра повышается роль графита, имеющего рабочую температуру на (200 - 250)^oC выше, чем вода. Хотя резонанс ¹⁶⁷Er находится вдали от максимума спектра Максвелла, поток нейтронов, приходящихся на область резонанса, при обезвоживании заметно увеличивается. Таким образом, сдвиг спектра в область более высокой энергии приводит к повышению поглощения нейтронов в ¹⁶⁷Er. Все это приводит к росту отрицательной составляющей парового коэффициента реактивности. Чем больше эрбия в топливе, тем меньше паровой коэффициент реактивности и выше безопасность эксплуатации РБМК.A distinctive feature of the described invention is as follows. Adding erbium to the fuel can significantly reduce the steam reactivity coefficient in RBMKs, because the ¹⁶⁷ Er isotope, whose concentration is 22.9%, has a strong resonance at a neutron energy of 0.47 eV. When the density of the coolant decreases, the neutron spectrum shifts toward the resonance and the neutron absorption in erbium increases. This is due to the fact that the rate of neutron deceleration decreases, since deceleration in water does not occur, and the role of graphite, which has an operating temperature (200 - 250) ^o C higher than water, increases in the formation of the spectrum. Although the ¹⁶⁷ Er resonance is far from the maximum of the Maxwell spectrum, the neutron flux in the resonance region noticeably increases with dehydration. Thus, a shift of the spectrum to a region of higher energy leads to an increase in neutron absorption by ¹⁶⁷ Er. All this leads to an increase in the negative component of the steam reactivity coefficient. The more erbium in the fuel, the lower the steam reactivity coefficient and the higher the safety of RBMK operation.

Однако с другой стороны повышенное содержание эрбия в топливе уменьшает выгорание топлива, т.к. повышается паразитное поглощение нейтронов. Поэтому повышенное содержание эрбия должно быть скомпенсировано соответствующим обогащением ядерного топлива. Для этого устанавливается четкая связь между обогащением топлива и содержанием эрбия в нем. However, on the other hand, an increased erbium content in the fuel reduces fuel burnup, since spurious neutron absorption increases. Therefore, the increased erbium content should be compensated for by the corresponding enrichment of nuclear fuel. For this, a clear relationship is established between fuel enrichment and the erbium content in it.

Было установлено, что при содержании эрбия в топливе активной зоны от 0,46% вес. до 0,64% вес. по эрбию, условная массовая доля U-235 в ядерном топливе активной зоны должна составлять от 2,6 % до 2,8% вес. При этом открытая пористость спрессованной и спеченной смеси двуокиси урана (UO₂) с добавкой окиси эрбия не должна превышать 1%, поскольку лишь в этом случае обеспечивается работоспособность данной таблетки.It was found that when the erbium content in the core fuel is from 0.46% by weight. up to 0.64% weight. according to erbium, the conditional mass fraction of U-235 in the nuclear fuel of the core should be from 2.6% to 2.8% by weight. At the same time, the open porosity of the pressed and sintered mixture of uranium dioxide (UO ₂ ) with the addition of erbium oxide should not exceed 1%, since only in this case the working capacity of this tablet is ensured.

В противном случае указанные выше технические результаты не могут быть реализованы из-за отсутствия определенного соответствия между содержанием эрбия в ядерном топливе и его обогащением. Otherwise, the above technical results cannot be realized due to the lack of a certain correspondence between the erbium content in nuclear fuel and its enrichment.

Кроме того содержание окиси эрбия целесообразно выбрать равным 0,5±0,04% вес. или 0,6±0,04% вес. по эрбию. При указанных величинах содержания окиси эрбия будут обеспечены наилучшие условия эксплуатации активной зоны и повышен коэффициент топливоиспользования. In addition, the content of erbium oxide is advisable to choose equal to 0.5 ± 0.04% weight. or 0.6 ± 0.04% by weight. by erbium. At the indicated values of the erbium oxide content, the best operating conditions for the core will be ensured and the fuel utilization coefficient will be increased.

Предпочтительно выбрать размер зерен порошка смеси двуокиси урана с добавкой окиси эрбия от 10 мкм до 20 мкм. It is preferable to select a grain size of a powder of a mixture of uranium dioxide with the addition of erbium oxide from 10 μm to 20 μm.

Таблетка ядерного топлива может иметь центральное отверстие. A nuclear fuel tablet may have a central opening.

Сведения, подтверждающие возможность использования изобретения. Information confirming the possibility of using the invention.

Технология изготовления таблеток ядерного топлива почти идентична стандартной технологии изготовления таблеток без выгорающего поглотителя. Важным моментом отработки технологии изготовления таблеток ядерного керамического уран-эрбиевого топлива являлось обеспечение качественного перемешивания порошков двуокиси урана и окиси эрбия. Некоторые технические трудности операции перемешивания порошков связаны с тем, что количество вводимой окиси эрбия относительно мало. Возможно использование двухступенчатой схемы перемешивания с приготовлением на первой ступени лигатуры - смеси с повышенным содержанием эрбия. Содержание окиси эрбия в ядерном топливе составляет от 0,46% вес. до 0,64% вес. по эрбию при условной массовой доле U-235 в ядерном топливе от 2,6% до 2,8% вес. Расчеты показали, при использовании такого топлива имеет место уменьшение парового коэффициента реактивности. Несмотря на увеличение обогащения с 2,6% до 2,8%, мощность тепловыделяющих сборок с эрбиевой добавкой не превышает мощности сборок без эрбия и мощности сборок с меньшим содержанием эрбия. The technology for making nuclear fuel tablets is almost identical to the standard technology for making tablets without a burnable absorber. An important point in developing the technology for manufacturing tablets of nuclear ceramic uranium-erbium fuel was the provision of high-quality mixing of powders of uranium dioxide and erbium oxide. Some of the technical difficulties of the powder mixing operation are related to the fact that the amount of erbium oxide added is relatively small. It is possible to use a two-stage mixing scheme with preparation at the first stage of the ligature - a mixture with a high erbium content. The content of erbium oxide in nuclear fuel is from 0.46% by weight. up to 0.64% weight. erbium with a conditional mass fraction of U-235 in nuclear fuel from 2.6% to 2.8% weight. Calculations showed that when using such a fuel, a decrease in the steam reactivity coefficient takes place. Despite the increase in enrichment from 2.6% to 2.8%, the power of fuel assemblies with erbium additive does not exceed the power of assemblies without erbium and the power of assemblies with a lower erbium content.

Описываемая таблетка ядерного топлива изготавливается известным образом с помощью обычных средств на стандартном оборудовании. Топливо должно иметь определенный фазовый состав, средний размер зерна, максимальный размер непрореагировавших частиц и прочие стандартные параметры. The described tablet of nuclear fuel is manufactured in a known manner using conventional means on standard equipment. The fuel should have a certain phase composition, average grain size, maximum size of unreacted particles and other standard parameters.

Технология изготовления таблеток ядерного топлива заключается в следующем. В смесителе, в частности лопастного типа, готовится двухкомпонентная смесь двуокиси урана с условной массовой долей U-235 в ядерном топливе от 2,6% до 2,8% вес. и окиси эрбия. Причем в ядерное топливо добавляют такое количество окиси эрбия, чтобы ее содержание в ядерном топливе составляло 0,5±0,04% вес. или 0,6±0,04% вес. по эрбию. Далее смесь подвергается смешению со стандартным пластификатором. После чего производят грануляцию смеси с пластификатором, с последующим измельчением гранул и рассевом на стадии подготовки пресс-порошка. После сушки пресс-порошка осуществляют прессование таблеток и их спекание. Полученными таблетками снаряжают тепловыделяющие элементы, входящие в состав тепловыделяющих сборок. The manufacturing technology of nuclear fuel pellets is as follows. In the mixer, in particular the blade type, a two-component mixture of uranium dioxide is prepared with a conditional mass fraction of U-235 in nuclear fuel from 2.6% to 2.8% by weight. and erbium oxide. Moreover, such an amount of erbium oxide is added to nuclear fuel so that its content in nuclear fuel is 0.5 ± 0.04% by weight. or 0.6 ± 0.04% by weight. by erbium. The mixture is then mixed with a standard plasticizer. Then granulate the mixture with a plasticizer, followed by grinding the granules and sieving at the stage of preparation of the press powder. After drying the press powder, tablets are pressed and sintered. The resulting tablets equip the fuel elements included in the fuel assemblies.

Пример. Необходимо получить таблетки ядерного топлива с добавкой окиси эрбия. Заданное содержание добавки по эрбию составляет 0,5±0,04% вес. Приготовление двухкомпонентной смеси двуокиси урана с окисью эрбия проводили в лопастном смесителе партиями, состоящими из 7,0 кг двуокиси урана и 40,23 г окиси эрбия. Время смешивания - 10 минут. Перед смешиванием вручную готовили лигатуру, состоящую из всей окиси эрбия и 40-50 г двуокиси урана. От каждой партии производили отбор проб на определение содержания эрбия в двухкомпонентной смеси. Затем осуществляли смешивание двухкомпонентной смеси со стандартным пластификатором в аналогичном смесителе в течение 5 минут. Готовую смесь с пластификатором подвергают двукратной грануляции методом экструзии на гидравлическом прессе. Полученный гранулят подвергают измельчению и рассеву с использованием вибросита с размером ячейки сетки 0,63 мм, и после сушки во вращающейся печи получен пресс-порошок, который с использованием роторного пресса-автомата прессуют в "сырые" таблетки, "сырые" таблетки спекают при температуре 1720^oC в течение 4 часов и подвергают штатным доводочным и контрольным операциям. При этом получают таблетки с открытой пористостью менее 0,51% при среднем размере зерна 11,8 мкм.Example. It is necessary to obtain tablets of nuclear fuel with the addition of erbium oxide. The predetermined erbium content of the additive is 0.5 ± 0.04% by weight. The preparation of a two-component mixture of uranium dioxide with erbium oxide was carried out in a paddle mixer in batches consisting of 7.0 kg of uranium dioxide and 40.23 g of erbium oxide. Mixing time is 10 minutes. Before mixing, a master alloy was prepared manually, consisting of all erbium oxide and 40-50 g of uranium dioxide. Samples were taken from each batch to determine the erbium content in the two-component mixture. Then, the two-component mixture was mixed with a standard plasticizer in a similar mixer for 5 minutes. The finished mixture with a plasticizer is subjected to double granulation by extrusion on a hydraulic press. The granulate obtained is subjected to grinding and sieving using a vibrating screen with a mesh size of 0.63 mm, and after drying in a rotary kiln, a press powder is obtained, which is pressed into “raw” tablets using a rotary press machine, and “raw” tablets are sintered at a temperature 1720 ^o C for 4 hours and subjected to regular lapping and control operations. In this case, tablets with an open porosity of less than 0.51% are obtained with an average grain size of 11.8 microns.

На всех этапах изготовления таблеток производят контроль их параметров. Контролирование содержания эрбия в ядерном топливе может быть осуществлено различными методами, например рентгенорадиометрическим способом. At all stages of the manufacture of tablets control their parameters. Monitoring the erbium content in nuclear fuel can be carried out by various methods, for example, by x-ray radiometric method.

Claims (4)

1. Таблетка ядерного топлива, содержащая спрессованный и спеченный порошок смеси двуокиси (UO₂) с добавкой окиси эрбия (Er₂O₃), отличающаяся тем, что содержание окиси эрбия в топливе составляет от 0,46 до 0,64 вес.% по эрбию при условной массовой доле U - 235 от 2,6 до 2,8 вес.%, а открытая пористость спрессованной и спеченной смеси двуокиси урана (UO₂) с добавкой окиси эрбия не превышает 1%.1. A nuclear fuel tablet containing a compressed and sintered powder of a mixture of dioxide (UO ₂ ) with the addition of erbium oxide (Er ₂ O ₃ ), characterized in that the content of erbium oxide in the fuel is from 0.46 to 0.64 wt.% erbium with a conditional mass fraction of U - 235 from 2.6 to 2.8 wt.%, and the open porosity of a compressed and sintered mixture of uranium dioxide (UO ₂ ) with the addition of erbium oxide does not exceed 1%. 2. Таблетка ядерного топлива по п.1, отличающаяся тем, что содержание окиси эрбия составляет 0,5 ± 0,04 или 0,6 ± 0,04 вес.% по эрбию. 2. The nuclear fuel tablet according to claim 1, characterized in that the erbium oxide content is 0.5 ± 0.04 or 0.6 ± 0.04 wt.% Erbium. 3. Таблетка ядерного топлива по п.1 или 2, отличающаяся тем, что размер зерен порошка смеси двуокиси урана с добавкой окиси эрбия составляет от 10 до 20 мкм. 3. A nuclear fuel tablet according to claim 1 or 2, characterized in that the grain size of the powder mixture of uranium dioxide with the addition of erbium oxide is from 10 to 20 microns. 4. Таблетка ядерного топлива по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что имеет центральное отверстие. 4. A nuclear fuel tablet according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that it has a central opening.