UO2-ZrN全陶瓷包覆核燃料的设计与制备及其机理研究
批准号:
21978279
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
常振旗
依托单位:
学科分类:
能源化工
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
常振旗
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中文摘要
全陶瓷包覆核燃料是事故容错核燃料中最具应用前景的核燃料类型。本项目基于微流体控制技术、界面反应技术以及共沉淀混合技术设计提出湿法无粉制备高铀含量的全陶瓷UO2-ZrN包覆核燃料技术路线并开展高性能包覆燃料芯块的制备研究。研究包括:①设计构造微流体混合/微流体控制液滴制备一体化系统,突破内凝胶法制备铀酰凝胶微球的低温环境限制,实现常温铀酰凝胶微球的制备及机理研究。②利用静电引力原理设计制备高界面相容性的微米级UO2-ZrN包覆燃料微球,包覆微球的核相尺寸和包覆层厚度均实现精准可控制备。③提出包覆燃料颗粒/弥散介质共沉淀混合概念,研究获得高铀含量的全陶瓷包覆燃料芯块的制备技术。探索包覆颗粒燃料芯块的微观结构变化与控制规律,并提出控制微观结构变化的机理。④应用有限元分析方法结合实验数据详细研究项目研制的燃料芯块热学性能。
英文摘要
Fully ceramic microencapsulated fuel (FCM) is the most promising nuclear fuel type in accident-tolerant fuel (ATF). Based on microfluidic technology and interface reaction technology as well as co precipitation-mixing technique, a wet and dust-free preparation route of UO2-ZrN nuclear fuel of FCM fuels are designed, and the fabrication of high-performance FCM fuel pellets of UO2-ZrN will be studied. The detailed researches are as follows: ①an integrated micromixer/microfluidic system used for preparing uranyl gel beads controllably at room temperature by ICP technique that a near zero-centigrade environment is conventionally needed for avoiding the precipitation of the sol solution will be designed and built, and the preparation mechanism of uranyl gel beads will be studied in detail. ②The high interfacial compatibility of micron sized UO2 microsphere encapsulated with ZrN fuel beads will be synthesized by introducing electrostatic attraction principle in fabrication processes and the diameter of UO2 and the encapsulating thickness of as-prepared encapsulated fuel beads will be controlled precisely thanks to microfluidic. ③The concept of co precipitation mixing for encapsulated fuel particles/inert matrix is proposed, and the preparation of full ceramic microencapsulated fuel with high uranium content is studied.④The thermal performance of fuel pellets developed by the project will be studied in detail by using the finite element analysis method and experimental data.
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DOI:10.1007/s11051-022-05467-7
发表时间:2022-04
期刊:Journal of Nanoparticle Research
影响因子:2.5
作者:Xiaolong Xu;Weihang Tan;K. Nie;Jiahao Xu;Ningning Ji;Zhenqi Chang
通讯作者:Xiaolong Xu;Weihang Tan;K. Nie;Jiahao Xu;Ningning Ji;Zhenqi Chang
DOI:10.3969/j.issn.1005-9954.2021.10.003
发表时间:2021
期刊:化学工程
影响因子:--
作者:张名飞;赵保旭;罗邓雨;彭韬;常振旗
通讯作者:常振旗
DOI:10.2478/nuka-2021-0007
发表时间:2021
期刊:Nukleonika
影响因子:--
作者:Yuan Wang;Miao Zhang;Tong Song;Zhenqi Chang
通讯作者:Zhenqi Chang
DOI:--
发表时间:2020
期刊:新技术新工艺
影响因子:--
作者:王平平;宋彤;汪渊;常振旗
通讯作者:常振旗
DOI:--
发表时间:2022
期刊:化学工程
影响因子:--
作者:彭韬;李朝;舒瀚东;常振旗
通讯作者:常振旗
弥散型含次锕系核素MOX模拟核燃料的制备研究及微结构分析
- 批准号:91226109
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:常振旗
- 依托单位:
微流体控制技术制备单分散Janus微粒的研究
- 批准号:21076203
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:常振旗
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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