000 06841nlm1a2200541 4500
001 668597
005 20231030042153.0
035 _a(RuTPU)RU\TPU\network\39834
035 _aRU\TPU\network\39376
090 _a668597
100 _a20230110a2022 k y0engy50 ba
101 0 _aeng
102 _aKZ
135 _adrcn ---uucaa
181 0 _ai
182 0 _ab
200 1 _aSynthesis of uranium-thorium oxide powders in low-temperature plasma of high frequency torch discharge
_dСинтез уран-ториевых оксидных порошков в низкотемпературной плазме высокочастотного факельного разряда
_fI. Yu. Novoselov, E. R. Shrager, A. E. Tikhonov
203 _aText
_celectronic
300 _aTitle screen
320 _a[References: 10 tit.]
330 _aThe article discusses the process of plasma chemical synthesis of uranium-thorium oxide powders for a new generation dispersion nuclear fuel. In the course of research, the combustion parameters of the precursors were calculated. Precursors were water-organic nitrate solutions based on uranyl nitrate and thorium nitrate (fissile components), as well as magnesium nitrate (matrix material). The organic component of the solutions was acetone due to the sufficiently high calorific value and good mutual solubility. In the course of thermodynamic calculations, the optimal modes of processing of the water-organic nitrate solutions in low-temperature plasma were determined. These modes ensured the synthesis of oxide powders of the necessary stoichiometry without impurities of unoxidized carbon (soot). Experiments to obtain the samples of powders were carried out with the model solutions in which uranyl and thorium nitrates were replaced by neodymium and cerium ones, which are in the same group of the periodic table. The synthesis was carried out with the use of a plasma chemicalunit based on a high frequency torch plasmatron. The synthesized powders were subjected to a number of analyzes including electron microscopy, particle size analysis, X-ray phase analysis and BET analysis. The results showed that the powders can be classified as nanosized.
330 _aВ статье рассмотрен процесс плазмохимического синтеза уран-ториевых оксидных порошков для топлива нового поколения - дисперсионного ядерного топлива. В процессе исследований проводился расчет показателей горения исходных прекурсоров. Прекурсорами выступали водно-органические нитратные растворы, основу которых составляли нитраты уранила и тория (делящиеся компоненты), а также нитрат магния (материал матрицы). Органическим компонентом растворов выступал ацетон ввиду достаточно высокого значения теплотворной способности и хорошей взаимной растворимости. В ходе термодинамических расчетов были определены оптимальные режимы переработки исходных водно-органических нитратных растворов в низкотемпературной воздушной плазме. Данные режимы обеспечивают синтез топливных композиций необходимой стехиометрии без побочных примесей неокисленного углерода (сажи). Экспериментальные исследования по получению опытных партий порошков проведены на модельных смесях, в которых нитраты уранила и тория заменены на нитраты неодима и церия, которые находятся с ними в одной группе периодической таблицы. Процесс синтеза производился с использованием плазмохимического стенда, основу которого составлял высокочастотный плазмотрон факельного типа. Синтезированные порошки оксидных композиций подвергались ряду анализов, включая электронную микроскопию, гранулометрический анализ, рентгенофазовый анализ и БЭТ-анализ. Результаты анализов показали, что полученные порошки можно отнести к классу наноразмерных.
461 _tEurasian Physical Technical Journal
463 _tVol. 19, No. 1 (39)
_v[P. 50-54]
_d2022
510 1 _aСинтез уран-ториевых оксидных порошков в низкотемпературной плазме высокочастотного факельного разряда
_zrus
610 1 _aэлектронный ресурс
610 1 _aтруды учёных ТПУ
610 1 _ahigh frequency torch discharge
610 1 _aplasma
610 1 _apowder
610 1 _anuclear fuel
610 1 _auranium
610 1 _athorium
610 1 _aanalysis
610 1 _aвысокочастотные факельные разряды
610 1 _aплазма
610 1 _aпорошки
610 1 _aядерное топливо
610 1 _aуран
610 1 _aторий
610 1 _aанализ
700 1 _aNovoselov
_bI. Yu.
_cspecialist in the field of nuclear physics
_cAssistant of the Department of Tomsk Polytechnic University
_f1989-
_gIvan Yurievich
_2stltpush
_3(RuTPU)RU\TPU\pers\34239
701 1 _aShrager
_bE. R.
_gErnest Rafailovich
701 1 _aTikhonov
_bA. E.
_cSpecialist in the field of nuclear technologies
_cTechnician of Tomsk Polytechnic University
_f1997-
_gAlexey Evgenievich
_2stltpush
_3(RuTPU)RU\TPU\pers\46585
712 0 2 _aНациональный исследовательский Томский политехнический университет
_bИнженерная школа ядерных технологий
_bОтделение ядерно-топливного цикла
_h7864
_2stltpush
_3(RuTPU)RU\TPU\col\23554
801 2 _aRU
_b63413507
_c20230110
_gRCR
856 4 _uhttps://doi.org/10.31489/2022No1/50-54
942 _cCF