stify"> Завданням цього винаходу є розробка і створення таблетки ядерного уран-ербіевого керамічного палива, що має гомогенний розподіл ербія в таблетці і розмір зерна в діапазоні 25? 50 мкм.
Пігулка ядерного уран-ербіевого керамічного палива містить спресований і спечений порошок діоксиду урану (UO2). До складу таблетки входить ербій в суміші з порошком діоксиду урану (UO2) у вигляді розчинного в диоксиде урану (UO2) азотнокислого розчину в кількості від 0,36 до 0,64 вагу.% По ербію спільно з добавкою з порошку оксиду алюмінію (Al2О3) з порошком одного з оксидів наступного ряду: TiO2, Nb2O5, SiO2, CaO, MgO або тільки одна добавка мінеральних алюмосилікатів: каолін, метакаолін, галлаузіт, монтморилоніт, вермикуліт. Пігулка містить добавки в кількості 0.0020? 0.10 вагу.% Кожного елемента по відношенню до урану при співвідношенні: 40? 85% Al - для оксиду алюмінію, інше - оксідообразующій елемент із зазначеного ряду оксидів. Залежно від вибору виду оксидної або мінеральної алюмосилікатної добавки із зазначених рядів розмір зерна таблетки становить - 25? 50 мкм. Щільність таблетки становить від 10,0 до 10,8 г/см3, збереження термічної стабільності геометричних розмірів - в межах 0,1? 0,3%. Ербій у вигляді азотнокислого розчину гомогенно розподілений за обсягом таблетки без освіти нерастворяющіеся частинок оксиду ербію. Винахід дозволяє створити таблетку ядерного уран-ербіевого керамічного палива, що має гомогенний розподіл ербія в таблетці і розмір зерна в діапазоні 25? 50 мкм [5].
Порівняльний аналіз трьох описаних вище патентів
Метою розглянутих винаходів є підвищення ступеня вигоряння палива за рахунок збільшення збагачення палива по U235. При цьому виникає проблема, пов'язана з погіршенням рабоспособності твелів. Ця проблема визначається багатьма факторами: збільшується вихід газоподібних продуктів поділу, змінюється пористість, розмір зерна, погіршується теплопровідність, виявляється нерівномірність розподілу оксиду гадолінію або ербія в таблетці.
У першому патенті (№ 2353988) виникаючі труднощі пропонується вирішити введенням в шихту (U, Сd) 3O8 до 20% мас, завдяки чому підвищується щільністю таблетки, знижується «доспекаемость» і відкрита пористість, стає рівномірним розподілом пір в мікроструктурі і суттєво зменшується їх розмір.
У другому патенті (№ 2362223) виникають проблеми пропонується вирішити введенням в шихту (U, Сd) O2 добавок алюмінію і хрому (в оптимальних пропорціях), при цьому підвищується розмір зерна, зменшується кількість ГПД і оптимізується структура пористості.
У третьому патенті (№ 2339094) відмінна особливість описуваного винаходу полягає в наступному. Пігулка містить в складі ербій не у вигляді оксиду ербію (Er2О3), а у вигляді азотнокислого розчину, що забезпечується введенням в порошок діоксиду урану (UO2) на стадії приготування прес-порошку азотнокислого розчину ербія, розчинного в диоксиде урану (UO2). Крім цього, до складу таблетки також на стадії приготування прес-порошку вводяться активізують ріст зерна добавки з порошку оксиду алюмінію (Al2O3) з порошком одного з оксидів наступного ряду: TiO2, Nb2O5, SiO2, СаО, MgO або вводиться тільки одна добавка мінерального алюмосилікат ( каолін, метакаолін, галлаузіт, монтморилоніт, вермикуліт). Даний спосіб приготування таблетки забезпечує отримання таблеток з вмістом за Er 0,36-0,...
