A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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HIGH-ENTROPY CERAMIC INERT MATRIX DISPERSION FUEL PELLET AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Disclosed in the present invention are a high-entropy ceramic inert matrix dispersion fuel pellet and a preparation method therefor. The preparation method comprises: S1, preparing raw material powder into a slurry and mixed powder, respectively; S2, spraying the slurry on the surfaces of rolling fuel particles, and drying to form a coating layer adhered to the surface of the fuel particles; S3, preparing a core biscuit and a core-shell biscuit; S4, loading the core biscuit into the core-shell biscuit, and performing heat treatment to obtain a ceramic green body; and S5, performing solid-melt sintering to form a densified high-entropy ceramic inert matrix dispersion fuel pellet. The high-entropy ceramic inert matrix dispersion fuel pellet is prepared by means of an in-situ reaction-solid solution sintering two-step method, and the characteristics that the fuel pellet is high in heat conductivity, low in swelling, easy to post-process, suitable for industrial production and the like are achieved; the nuclear fuel containment under the condition that a nuclear reactor cladding is damaged is improved, the leakage of the nuclear fuel is prevented, and the nuclear power safety is improved; and the high-temperature resistance of the nuclear fuel is improved, and the application of the nuclear fuel in a high-temperature reactor is promoted.
La présente invention concerne une pastille de combustible à dispersion en matrice inerte en céramique à haute entropie et un procédé de préparation s'y rapportant. Le procédé de préparation comprend : S1, la préparation de poudres de matières premières sous forme d'une bouillie et d'une poudre mélangée, respectivement ; S2, la pulvérisation de la bouillie sur les surfaces de particules de combustible en cours de laminage et le séchage pour former une couche de revêtement collée à la surface des particules de combustible ; S3, la préparation d'un biscuit de cœur et d'un biscuit cœur-écorce ; S4, le chargement du biscuit de cœur dans le biscuit cœur-écorce et la réalisation d'un traitement thermique pour obtenir un corps cru en céramique ; et S5, la réalisation d'un frittage en phase solide pour former une pastille de combustible à dispersion en matrice inerte en céramique à haute entropie densifiée. La pastille de combustible à dispersion en matrice inerte en céramique à haute entropie est préparée au moyen d'un procédé en deux étapes de réaction in situ-frittage en solution solide et les caractéristiques consistant en ce que la pastille de combustible a une conductivité thermique élevée, a un faible gonflement, a un post-traitement facile, est appropriée pour une production industrielle et similaires sont obtenues ; le confinement de combustible nucléaire dans le cas où une gaine de réacteur nucléaire est endommagée est amélioré, la fuite du combustible nucléaire est empêchée et la sécurité de l'énergie nucléaire est améliorée ; et la résistance à haute température du combustible nucléaire est améliorée et l'application du combustible nucléaire dans un réacteur à haute température est favorisée.
本发明公开了一种高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块及其制备方法，制备方法包括：S1、将原料粉体分别制成浆料和混合粉体；S2、将浆料喷涂在滚动的燃料颗粒表面，烘干后形成粘附在燃料颗粒表面的包覆层；S3、制备核心素坯和核壳素坯；S4、将核心素坯装入核壳素坯内，热处理，得到陶瓷坯体； S5、固熔烧结，形成致密化的高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块。本发明通过原位反应-固熔烧结两步法制备获得高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块，实现燃料芯块的热导率高、肿胀低、易后处理和适合工业化生产等特点；提高核反应堆包壳破损情况下的核燃料包容性，阻止核燃料的泄漏，提高核电安全性；改善核燃料的耐高温性能，推动核燃料在高温堆的应用。
HIGH-ENTROPY CERAMIC INERT MATRIX DISPERSION FUEL PELLET AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Disclosed in the present invention are a high-entropy ceramic inert matrix dispersion fuel pellet and a preparation method therefor. The preparation method comprises: S1, preparing raw material powder into a slurry and mixed powder, respectively; S2, spraying the slurry on the surfaces of rolling fuel particles, and drying to form a coating layer adhered to the surface of the fuel particles; S3, preparing a core biscuit and a core-shell biscuit; S4, loading the core biscuit into the core-shell biscuit, and performing heat treatment to obtain a ceramic green body; and S5, performing solid-melt sintering to form a densified high-entropy ceramic inert matrix dispersion fuel pellet. The high-entropy ceramic inert matrix dispersion fuel pellet is prepared by means of an in-situ reaction-solid solution sintering two-step method, and the characteristics that the fuel pellet is high in heat conductivity, low in swelling, easy to post-process, suitable for industrial production and the like are achieved; the nuclear fuel containment under the condition that a nuclear reactor cladding is damaged is improved, the leakage of the nuclear fuel is prevented, and the nuclear power safety is improved; and the high-temperature resistance of the nuclear fuel is improved, and the application of the nuclear fuel in a high-temperature reactor is promoted.
La présente invention concerne une pastille de combustible à dispersion en matrice inerte en céramique à haute entropie et un procédé de préparation s'y rapportant. Le procédé de préparation comprend : S1, la préparation de poudres de matières premières sous forme d'une bouillie et d'une poudre mélangée, respectivement ; S2, la pulvérisation de la bouillie sur les surfaces de particules de combustible en cours de laminage et le séchage pour former une couche de revêtement collée à la surface des particules de combustible ; S3, la préparation d'un biscuit de cœur et d'un biscuit cœur-écorce ; S4, le chargement du biscuit de cœur dans le biscuit cœur-écorce et la réalisation d'un traitement thermique pour obtenir un corps cru en céramique ; et S5, la réalisation d'un frittage en phase solide pour former une pastille de combustible à dispersion en matrice inerte en céramique à haute entropie densifiée. La pastille de combustible à dispersion en matrice inerte en céramique à haute entropie est préparée au moyen d'un procédé en deux étapes de réaction in situ-frittage en solution solide et les caractéristiques consistant en ce que la pastille de combustible a une conductivité thermique élevée, a un faible gonflement, a un post-traitement facile, est appropriée pour une production industrielle et similaires sont obtenues ; le confinement de combustible nucléaire dans le cas où une gaine de réacteur nucléaire est endommagée est amélioré, la fuite du combustible nucléaire est empêchée et la sécurité de l'énergie nucléaire est améliorée ; et la résistance à haute température du combustible nucléaire est améliorée et l'application du combustible nucléaire dans un réacteur à haute température est favorisée.
本发明公开了一种高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块及其制备方法，制备方法包括：S1、将原料粉体分别制成浆料和混合粉体；S2、将浆料喷涂在滚动的燃料颗粒表面，烘干后形成粘附在燃料颗粒表面的包覆层；S3、制备核心素坯和核壳素坯；S4、将核心素坯装入核壳素坯内，热处理，得到陶瓷坯体； S5、固熔烧结，形成致密化的高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块。本发明通过原位反应-固熔烧结两步法制备获得高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块，实现燃料芯块的热导率高、肿胀低、易后处理和适合工业化生产等特点；提高核反应堆包壳破损情况下的核燃料包容性，阻止核燃料的泄漏，提高核电安全性；改善核燃料的耐高温性能，推动核燃料在高温堆的应用。
HIGH-ENTROPY CERAMIC INERT MATRIX DISPERSION FUEL PELLET AND PREPARATION METHOD THEREFOR
PASTILLE DE COMBUSTIBLE À DISPERSION EN MATRICE INERTE EN CÉRAMIQUE À HAUTE ENTROPIE ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION S'Y RAPPORTANT
高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块及其制备方法
XUE JIAXIANG (author) / WU LIXIANG (author) / ZHANG XIANSHENG (author) / REN QISEN (author) / LIAO YEHONG (author) / ZHANG YONGDONG (author)
2023-01-26
Patent
Electronic Resource
Chinese
HIGH-ENTROPY CERAMIC INERT MATRIX DISPERSION FUEL PELLET AND PREPARATION METHOD THEREFOR
| European Patent Office | 2024
| European Patent Office | 2024
| European Patent Office | 2024
Uranium carbide pellet, preparation method therefor, and fuel rod
| European Patent Office | 2022
High-entropy boride ceramic pellet as well as preparation method and application thereof
| European Patent Office | 2024