用全胶凝法制备核燃料微球

摘要

本发明属核燃料微球的制备方法，主要特征是采用全胶凝法制备核燃料微球。本发明提出了一种胶液配制的新方法和计算胶液分散参数的新公式及操作工艺，使胶液在常温下稳定性好，分散胶滴形状圆，大小均匀，全凝胶球为细晶粒结构，强度高，热处理性能优良，最终产品致密，球形好、无微观裂纹，完全满足高温气冷核反应堆的设计要求，而且还可应用于生产非核材料如球形催化剂，陶瓷热交换材料。

主权项

1、一种由硝酸铀酰制备二氧化铀核燃料微球的溶胶凝胶的方法，包括胶液制备、胶液分散、胶凝、陈化、洗涤、干燥、煅烧、还原、烧结，其特征在于采用全胶凝法， a.胶液制备：将硝酸铀酰[UO2(NO3)2]溶液经尿素水解后在室温下加入由聚乙烯醇和四氢糠醇组成的混合液中(尿素与铀浓度的比值为1.5～3摩尔浓度、聚乙烯醇与四氢糠醇浓度分别为胶液体积浓度的0.8～2.0%和5～20%)，最后再加入六次甲基四胺溶液，(六次甲基四胺与铀的浓度比值为0.3～0.6∶1，胶液的pH值为3.5-4.0； b.胶液分散：胶液分散过程是将胶液在储料罐内恒温，在恒压下通过流量调节阀和激振喷咀，喷咀的孔径为0.3～0.9毫米，孔深为10～15毫米，胶液压力为0.03～0.07兆巴，胶液温度为10～30℃，胶液流量为每小时500～900毫升，振动强度为频率每秒100～600次，功率3～8瓦； c.胶液胶凝：获得的分散胶滴依次通过负压、氨气和氨水区，完成预胶凝过程，(氨气流量不少于每小时1升，氨水浓度每升5～7摩尔)，凝胶球置胶凝罐内逐步升温，温度由20℃开始在半小时内升至95℃后维持1～1.5小时，完成全胶凝过程。