Требования, предъявляемые к ЯТ. Его виды, свойства и характеристики

а) Требования к ЯТ:

· совместимость со всеми реакторными материалами, прежде всего с материалами оболочки ТВЭЛа и т\н(на случай разгерметизации оболочки).

· возможность большой глубины выгорания без заметных изменений физических свойств топливной композиции.

б) Виды

Урановое топливо Металлический уран не используется как топливо в Р. Наиболее предпочтительной формой топливной композиции является UO₂- черный порошок, который можно спекать в твердое керамическое топливо.

Характеристики: Точка плавления – 2760 ^оС, плотность 10,96 г\см³

Свойства: термически устойчив в водной среде, не разбухает.

Плутоний– искуственно плученный элемент, образуется при работе реакторов на Урановом топливе. Серебристо-белый метал.

Характеристики: Температура плавления 640^оС,кипения 3227 ^оС теоретическия плотность 11,52 г\см³ в качестве реакторного топлива предпочтительно использовать PuO₂.

Свойства: механические свойства аналогичны UO₂. Поэтому в качестве топлива можно применять смесь PuO₂ и UO₂

Торий я вляется воспроизводящим материалом. Промышленный интерес к ThO₂.

Металлическому топливу свойственны след недостатки:

· Плавление топлива из-зи низкой температуры плавления приводит к повышению давления газа в оболочке твэла и его разрушения;

· Фазовое разбухание при сравнительно низкой температуре металлического топлива ведет к неизбежной разгерметизации твэла.

Керамические топлива:

1)Карбид Урана:

· химически взаимодействует с оболочкой из нержавеющей стали;

· может возникнуть проблема разбухания;

· карбид – исключительно твердый материал. Который может повредить оболочку.

2) Двуокись Урана:

· Топливная таблетка растрескивается в течении нормальной эксплуатации, в результате термического расширения, что не представляет проблемы;

· Микроструктура может быть проконтролирована по интенсивности выделения газа;

· Высокая точка плавления расширяет температурные пределы безопасной эксплуатации.

MOX –топливо

MOX-топливо (англ. Mixed-Oxide fuel) — ядерное топливо, содержащее несколько оксидов делящихся материалов. В основном термин применяется для смеси оксидов плутония и природного урана, обогащённого урана или обедненного урана, которая ведет себя сходно (хотя и не идентично) с оксидом низкообогащенного урана, который является топливом для большинства ядерных реакторов.

Характеристики может использоваться как в БР так и в ТР, при этом содержание плутония для ТР составляет 4-5%, для реакторов на БН до 45%. Наиболее эффективно топливо в реакторах на БН.

Свойства: сходственны с керамическим топливом на основе урана.