Способ производства гранул, по меньшей мере, одного оксида металла - RU2017125336A
Код документа: RU2017125336A
Формула
1. Способ спекания прессованного порошка, по меньшей мере, одного оксида металла M1,выбранного из актинидов и лантанидов, причем указанный способ включает следующие последовательные стадии (a) - (c), осуществляемые в печи в атмосфере, содержащей инертный газ, водород и воду:
(a) повышение температуры от начальной температуры TI до температуры TP выдержки, которая находится между 1400°C и 1800°C,
(b) выдерживание при температуре TP выдержки в течение между 1 ч и 10 ч, и
(c) снижение температуры от температуры TP выдержки до конечной температуры TF,
отличающийся тем, что отношение парциальных давлений P(H2)/P(H2O) в указанной атмосфере поддерживают таким образом, что:
5002)/P(H2O)≤50 000, в ходе стадии (a), от температуры TI до достижения первой промежуточной температуры Ti1, находящейсямежду 1000°C и TP, и
P(H2)/P(H2O)≤500, по меньшей мере, в ходе стадии (c), от второй промежуточной температуры Ti2, находящейсямежду TP и 1000°C, до достижения температуры TF.
2. Способ по п. 1, в котором первая промежуточная температура Ti1 находится между 1300°C и TP.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором вторая промежуточная температура Ti2 находится между TP и 1300°C.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором отношение P(H2)/P(H2O)≤500 используют сразу после достижения первой промежуточной температуры Ti1и поддерживают до тех пор пока не будет достигнута температура TF.
5. Способ по любому из пп. 1-3, который дополнительно включает между стадиями (a) и (b) следующие последовательные стадии (a1)-(a3):
(a1) выдерживание при температуре TP выдержки в течение между 1 ч и 10 ч;
(a2) снижение температуры от температуры TP выдержки до третьей промежуточной температуры Ti3;
(a3) повышение температуры от третьей промежуточной температуры Ti3 до температуры TPвыдержки,
причем отношение P(H2)/P(H2O) в указанной атмосфере является таким, что:
5002)/P(H2O)≤50 000, в ходе стадий (a), (a1) и (a2), и
P(H2)/P(H2O)≤500, в ходе стадий (a3), (b) и (c).
6. Способ по п. 5, в котором третья промежуточная температура Ti3 находится между 20°C и 500°C.
7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором температура TP равна 1700°C.
8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором, по меньшей мере, одна температура из TI и TF является комнатной температурой.
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором повышение температуры на стадии (a) осуществляют со скоростью между 30°C/ч и 400°C/ч.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором снижение температуры на стадии (c) осуществляют со скоростью между 100°C/ч и 900°C/ч.
11. Способ по любому из пп. 1-10, дополнительно включающий после стадии (c), окислительную термическую обработку.
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором инертный газ выбирают из аргона, гелия и азота, предпочтительно, применяют аргон.
13. Способ по любому из пп. 1-12, в котором объемное отношение между инертным газом и водородом находится между 90:10 и 98:2 и, предпочтительно, равно 95:5.
14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором M1 является актинидом, предпочтительно, выбранным из U, Pu и Th и, предпочтительно, из U и Pu.
15. Способ по любому из пп. 1-13, в котором M1 является лантанидом, предпочтительно церием Ce.
16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором прессованный порошок дополнительно содержит, по меньшей мере, один оксид металла M2, который выбирают из Sc, Y, актинидов и лантанидов, причем M2 отличается от M1, с получением в результате стадии (c) смешанного оксида, содержащего M1 и M2.
17. Способ по п. 16, в котором M2 представляет собой актинид, преимущественно, выбранный из U, Pu и Th и, предпочтительно, из U и Pu.
18. Способ производства гранул, по меньшей мере, из одного оксида металла M1, который выбирают из актинидов и лантанидов, в частности, гранул ядерного топлива, причем указанный способ включает следующие последовательные стадии:
приготовление порошка, по меньшей мере, одного указанного оксида металла M1,
уплотнение порошка, полученного в виде гранул, и
термическая обработка гранул прессованного порошка способом спекания по любому из пп. 1-17.
