Монокарбид - уран
Cтраница 1
Монокарбид урана имеет температуру плавления 2250 С, изоморфен мононитриду и моноокиси урана. Монокарбид урана устойчив при комнатной температуре. Теплота образования монокарбида урана из элементов равна - 30 кал / моль. [1]
Монокарбид урана более реакционноспособен с теплоносителями, чем двуокись урана; он разлагается водой при температурах выше 80 С с выделением водорода и газообразных продуктов, окисляется в углекислом газе, образуя рыхлый порошок двуокиси урана и свободного углерода. Достоинством монокарбида урана является его совместимость с водородом в широком диапазоне температур при условии отсутствия металлического урана и UC2; монокарбид урана не взаимодействует с жидким натрием при температурах 600 - 800 С. При невысоких температурах монокарбид урана не реагирует с материалом оболочки из бериллия, ниобия и нержавеющей стали. Теплопроводность и прочность монокарбида урана более высоки, чем у двуокиси урана. [2]
Монокарбид урана UC и смеси его с карбидом плутония ( U, Pu) C являются перспективным видом ядерного топлива, особенно для энергетических реакторов на быстрых нейтронах, в которых минимальные размеры активной зоны должны сочетаться с высоким энерговыделением. В качестве топлива ТЭП наиболее удовлетворяют требованиям смеси монокарбида урана с монокарбидом циркония ( U, Zr) C, в которых последний играет стабилизирующую роль и в то же время почти не захватывает нейтроны. [3]
 |
Скорость испарения сплавов ( U, Zr C различного состава. [4] |
Однако однофазный монокарбид урана получить очень трудно, так как уже незначительный недостаток углерода в UC ( около 0 1 %) приводит к выделению второй низкотемпературной фазы - урана, а начиная с массового содержания 4 6 % углерода вторая фаза выделяется в виде прерывистых цепочек по границам зерен и частично внутри зерен в виде мелкодисперсных включений. Сплошные выделения второй фазы по границам зерен отмечены только в сплавах. При температуре выше 1200 С UC растворим в уране, причем в монокарбиде с недостатком углерода UC-X при 2200 С х достигает. [5]
 |
Температурная зависимость состава реагирующей шихты UCb-C. [6] |
Максимум содержания монокарбида урана соответствует Т - 2100 К, максимум содержания конденсированного урана в системе достигается при Т - 2650 К. При температуре 3600 К практически весь уран находится в газовой фазе. [7]
При легировании монокарбида урана монокарбидом циркония все нежелательные превращения UC в присутствии небольшого избытка С подавляются. Из-таблиц следует, что с возрастанием содержания ZrC в UC совместимость сплавов с графитом и тугоплавкими металлами, должна повышаться. [8]
 |
Температурная зависимость состава реагирующей шихты UCb-C стехиометрического состава относительно реакции восстановления урана. [9] |
Максимум содержания монокарбида урана соответствует Т - 2100 К, максимум содержания конденсированного урана в системе достигается при Т - 2650 К. При температуре 3600 К практически весь уран находится в газовой фазе. [10]
Из карбидов урана наиболее подходящий для использования в твэлах монокарбид урана UC, обладающий большой плотностью по урану и однородной кубической структурой без фазовых превращений вплоть до точки плавления. Порошок монокарбида урана получают восстановлением двуокиси урана углеродом в вакууме при 1900 С, взаимодействием порошка урана с газообразными углеводородами типа метана или с углеродом при температурах выше 1100 С. Полученный порошок прессуется в холодном состоянии и спекается в вакууме или инертной атмосфере при температуре выше 2000 С. [11]
Компьютерный расчет равновесия в системе UC - C был проведен при учете твердых растворов: углерода в уране и урана в монокарбиде урана. Сравнительный расчет показывает, что неучет твердых растворов при термодинамическом анализе системы UCb-C существенно искажает характер температурных зависимостей промежуточных и конечных продуктов в системе и положение максимумов их выхода. [12]
Компьютерный расчет равновесия в системе UC - C был проведен при учете твердых растворов: углерода в уране и урана в монокарбиде урана. Сравнительный расчет показывает, что неучет твердых растворов при термодинамическом анализе системы UC - C существенно искажает характер температурных зависимостей промежуточных и конечных продуктов в системе и положение максимумов их выхода. [13]
 |
Температурная зависимость состава реагирующей шихты UCb-C. [14] |
Эксперименты различного масштаба по карботермическому восстановлению урана из оксидного сырья показывают, что в равновесных условиях получить конденсированный уран, не содержащий некоторого количества монокарбида урана, практически невозможно. [15]
Страницы: 1 2 3