Cтраница 3
Дикарбид урана - насыщенное углеродом соединение, также обладает ценными свойствами как топливо для ядерных ТЭП. Но дикарбид урана имеет полиморфные превращения, которые приводят к формоизменению твэлов при переходе через температуру превращения. С этой точки зрения монокарбид урана имеет преимущества перед дикарбидом и для ядерных ТЭП. [31]
Можно считать, что и другие углеводороды с малым молекулярным весом будут реагировать аналогично. Тяжелые углеводороды при подходящих температурах могут отдать часть своего водорода металлу, образуя гидрид. Затем гидрид может прореагировать с углеводородом, образуя монокарбид урана и выделяя водород. Такой цикл реакции, начинающийся с разложения углеводорода, представляет интерес в связи с использованием многоядерных ароматических углеводородов ( дифенил, трифенил) как охладителей для ядерных реакторов. [32]
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. [33]
Альфа-тории образует при высокой т-ре непрерывный ряд твердых растворов с монокарбидом тория ThC, при низких т-рах растворимость углерода в альфа-тории - 5 ат. Внедряясь в октаэдрические поры кристаллической решетки альфа-тория, атомы углерода сильно увеличивают ее параметр, прочность ( ав и а0 2) и снижают относительное сужение. Азот и кислород не оказывают такого действия, поскольку их растворимость в тории незначительна ( 0 8 ат. Монокарбид тория ThC образует с монокарбидом урана UC непрерывный ряд твердых растворов, к-рые можно рассматривать как однофазное перспективное тугоплавкое ядерное горючее с любым соотношением тория и урана при 50 ат. Поэтому сплавы с низким содержанием урана или плутония пригодны для ядерных реакторов на тепловых нейтронах, сохраняющих реактивность при выгорании горючего. Если содержание урана или плутония высоко, сплавы тория пригодны для быстрых реакторов-размножителей. [34]
Аналогичные, но еще более ярко выраженные особенности плутония практически исключают его использование в виде металла для ТВЭЛов ядерных реакторов. Они позволяют удачно сочетать в ТВЭЛах делящиеся и сырьевые материалы, а также обеспечивают хорошую радиационную стойкость при длительном облучении. ТВЭЛов ядерных реакторов используют двуокись урана, а для реакторов на быстрых нейтронах - двуокись плутония. Карбиды урана и плутонии рассматриваются как перспективные, но технологически недостаточно освоенные виды Я. Характерными для них являются несколько большее, чем для окисей, содержание горючего ( 13 0 г / см3 для карбида урана вместо 9 68 г / см. для двуокиси урана) и высокая теплопроводность, близкая к теплопроводности металлического урана. Монокарбид урана химически очень активен, и получение из него изделий требуемого состава связано со значительными трудностями. [35]