ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДА УРАНА UO3 ДО UO2 ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Произведено исследование влияния температуры и длительности процесса термического восстановления триоксида урана (VI) UO3 до диоксида урана (IV) UO2 в газовой среде водорода для получения порошкообразного прекурсора керамического ядерного топлива. По данным рентгенофазового анализа установлены оптимальные значения температуры (500°С) и времени выдержки (180 мин) для достижения целевого фазового состава и стехиометрического соотношения диоксида урана UO2. С помощью сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа показано, что увеличение времени выдержки не приводит к росту размеров кристаллитов и вторичных агломератов (DОКР = 13.4–16.1 нм). Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии подтверждено достижение целевого стехиометрического соотношения и установлено, что степень восстановления урана достигает 82–83%. Полученный в оптимальных условиях диоксид урана может быть использован для получения керамического ядерного топлива с превосходящими механическими свойствами по технологии электроимпульсного плазменного спекания.

Об авторах

H. П. Иванов

Дальневосточный Федеральный Университет; Сахалинский Государственный Университет

Email: ivanov.np@dvfu.ru
Владивосток, Россия; пр.Южно-Сахалинск, Россия

О. О. Шичалин

Дальневосточный Федеральный Университет; Сахалинский Государственный Университет

Владивосток, Россия; Южно-Сахалинск, Россия

Д. К. Цыганков

Дальневосточный Федеральный Университет

Владивосток, Россия

А. В. Шурыгин

Дальневосточный Федеральный Университет

Владивосток, Россия

К. В. Бархударов

Дальневосточный Федеральный Университет; Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Владивосток, Россия; Владивосток, Россия

А. О. Лембиков

Дальневосточный Федеральный Университет

Владивосток, Россия

В. Л. Расторгуев

Дальневосточный Федеральный Университет

Владивосток, Россия

С. А. Азон

Дальневосточный Федеральный Университет

Владивосток, Россия

И. Ю. Буравлев

Дальневосточный Федеральный Университет

Владивосток, Россия

И. Г. Тананаев

Дальневосточный Федеральный Университет; Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН

Владивосток, Россия; Апатиты, Россия

Е. К. Папынов

Дальневосточный Федеральный Университет

Владивосток, Россия

Список литературы

  1. Galashev A.Y., Zaikov Y.P. // Electrochim. Acta 2025. V. 518. P. 145823. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2025.145823
  2. Youssef W.M., Hussein A.E.M., Taha M.H. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. N. 7. P. 1058. https://doi.org/10.1134/S0036023622070245
  3. Drankov A.N., Balybina V.A., Lembikov A.O. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2025. V. 70. N. 3. P. 422. https://doi.org/10.1134/S0036023625600261
  4. Turanov A.N., Karandashev V.K., Khvostikov V.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. N. 12. P. 2045. https://doi.org/10.1134/S0036023622601416
  5. Papynov E.K., Shichalin O.O., Buravlev I.Y. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 877. P. 160266. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160266
  6. Papynov E.K., Shichalin O.O., Buravlev I.Y. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 854. P. 155904. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155904
  7. Papynov E.K., Shichalin O.O., Belov A.A. et al. // Nucl. Eng. Technol. 2020. V. 52. N. 8. P. 1756. https://doi.org/10.1016/j.net.2020.01.032
  8. Yu X., Yan C., Huang H. et al. // Ann. Nucl. Energy 2022. V. 171. P. 109044. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2022.109044
  9. Vauchy R., Robisson A.-C., Audubert F. et al. // Ceram. Int. 2014. V. 40. N. 7. P. 10991. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.03.104
  10. Kim D.-J., Kim K.S., Kim D.S. et al. // Nucl. Eng. Technol. 2018. V. 50. N. 2. P. 253. https://doi.org/10.1016/j.net.2017.12.008
  11. Stepanov S.I., Boyarintsev A.V., Vazhenkov M.V. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2011. V. 81. N. 9. P. 1949. https://doi.org/10.1134/S1070363211090404
  12. Margueret A., Balice L., Popa K. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2022. V. 42. N. 13. P. 6056. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsec.2022.05.070
  13. Papynov E.K., Shichalin O.O., Yu Mironenko A. et al. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2018. V. 307. N. 1. P. 012029. https://doi.org/10.1088/1757-899X/307/1/012029
  14. Papynov E.K., Shichalin O.O., Mironenko A.Y. et al. // Radiochemistry. 2018. V. 60. N. 4. P. 362. https://doi.org/10.1134/S1066362218040045
  15. Guillon O., Gonzalez-Julian J., Dargatz B. et al. // Adv. Eng. Mater. 2014. V. 16. N. 7. P. 830. https://doi.org/10.1002/adem.201300409
  16. Munir Z.A., Anselmi-Tamburini U., Ohyanagi M. // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. N. 3. P. 763. https://doi.org/10.1007/s10853-006-6555-2
  17. Kulyako Y.M., Trofimov T.I., Samsonov M.D. et al. // Radiochemistry. 2015. V. 57. N. 2. P. 127. https://doi.org/10.1134/S1066362215020034
  18. Pilyushenko K.S., Vinokurov S.E., Kulyako Y.M. et al. // Radiochemistry. 2021. V. 63. N. 2. P. 156. https://doi.org/10.1134/S106636221020041
  19. Olsen A.M., Schwerdt I.J., Richards B. et al. // J. Nucl. Mater. 2018. V. 508. P. 574. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2018.06.025
  20. Rousseau G., Desgranges L., Charlot F. et al. // J. Nucl. Mater. 2006. V. 355. N. 1-3. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2006.03.015
  21. Michak M., Ideker F.C., Kohlmann H. // Chem. A Eur. J. 2025. V. 31. N. 34. P. 1. https://doi.org/10.1002/chem.202500978
  22. Bazarkina E.F., Bauters S., Watier Y. et al. // Commun. Mater. 2025. V. 6. N. 1. https://doi.org/10.1038/s43246-025-00795-2
  23. Volgin M.I., Kulyukhin S.A., Nevolin Y.M. // Radiochemistry. 2023. V. 65. N. 6. P. 628. https://doi.org/10.1134/S1066362223060024
  24. Milena-Perez A., Rodriguez-Villagra N., Feria F. et al. // Prog. Nucl. Energy 2023. V. 165. P. 104914. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2023.104914
  25. Idriss H. // Surf. Sci. Rep. 2010. V. 65. N. 3. P. 67. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2010.01.001
  26. Guo X., Wu D., Xu H. et al. // J. Nucl. Mater. 2016. V. 478. P. 158. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2016.06.014
  27. Mathubala G., Manikandan A., Arul Antony S. et al. // J. Mol. Struct. 2016. V. 1113. P. 79. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2016.02.032
  28. Elorrieta J.M., Bonales L.J., Rodriguez-Villagra N. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2016. V. 18. N. 40. P. 28209. https://doi.org/10.1039/c6cp03800j

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).