PASTILHA DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR COM CONDUTIVIDADE TÉRMICA ENRIQUECIDA E O SEU MÉTODO DE PREPARAÇÃO

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Abstract

PASTILHA DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR COM CONDUTIVIDADE TÉRMICA ENRIQUECIDA E O SEU MÉTODO DE PREPARAÇÃO, A invenção refere-se à física nuclear e especificamente a elementos de combustível do reator e suas respectivas unidades, e particularmente à composição de elementos cerâmicos de combustível sólido com base em dióxido de urânio, projetados e com características para serem usados em reatores nucleares com diversas finalidades. O resultado consiste em uma estrutura especial, mais confiável e uma composição simples de dióxido de urânio sem aditivos heterogêneos de pastilha de combustível, abordando as características de um monocristal enriquecido, e especificamente excedendo dados de referência, condutividade térmica conforme o aumento de temperatura e o seu método simples de produção. O resultado é alcançado em poros com tamanho entre 1 e 5 micra que são distribuídos ao longo dos perímetros dos grãos na microestrutura de cada agregado (cluster) metálico em uma pastilha de combustível nuclear e dentro dos grãos estão localizados poros que são predominantemente nanométricos. Além disso, os agregados metálicos compreendem entre 0,01% e 1,0% em massa. A invenção apresenta um método de preparação de pastilha de combustível nuclear, incluindo a precipitação de hidróxidos metálicos, em duas fases, com níveis diferentes de pH. O metal de Urânio é derretido a uma temperatura superior a 1150 °C, a sinterização é feita em uma quantidade insignificante de fase líquida a uma temperatura variando entre 1600 e 2200 °C em um agente de hidrogênio até formar o dióxido de urânio, a sua estrutura inclui agregados metálicos dispersos nele. Um espectroscópio de fóton de Raio-X é usado para identificar a nova estrutura da pastilha de UO2 e a ligação química adicional U-U.