[发明专利]一种制备高温堆燃料元件UO2核芯的方法

权利要求书

1.一种制备高温堆燃料元件UO₂核芯的方法，包括微球的焙烧、还原和烧结过程，其特征在于，该方法步骤如下：

(1)将原料微球铺设于不锈钢托盘中，铺设厚度在0.6～2mm；将托盘置于低温炉中；

(2)在低温炉中通入空气，空气流量80ml～200ml/min，开通水冷系统，然后开始升温焙烧，300℃之前的升温速度为每分钟1～2℃，300℃之后的升温速度为每分钟5～10℃，在450～550℃保温1小时；尾气经过滤处理后排入排风系统；

(3)停止通入空气，低温炉抽真空10～30分钟，然后通入Ar洗炉20～40分钟，通入H₂或H₂4％+Ar混合气体，其流量调整为5～10ml/min；

在这个过程中，炉子温度维持在温度450～550℃；

(4)按照每分钟5～10℃的升温速度进行还原反应，最高还原温度为650～700℃，并保温1～4小时；保温完成后关闭加热电源，炉子水冷降温，当温度降至50～70℃时，关闭H₂气，降至室温时关闭电源、气和冷却水系统，取出托盘；取出还原后的微球装入烧结用的坩埚中，将坩埚置于高温烧结炉中；

(5)高温烧结炉抽真空10～30分钟，然后通入Ar洗炉20～40分钟，通入H₂或H₂4％+Ar混合气体，调整流量为2～10ml/min，开通水冷系统；

(6)对微球进行烧结，按照每分钟5～10℃的升温速度进行烧结，最高烧结温度为1400～1650℃，保温时间1～4小时；保温完成后关闭加热电源，炉子水冷降温；

(7)当温度降至50～90℃时，关闭H2气体通入Ar气，降至室温时关闭电源和冷却水系统，取出坩埚，即得到高温堆燃料元件UO₂核芯。

2.根据权利要求1所述的一种制备高温堆燃料元件UO₂核芯的方法，其特征在于，所述托盘是不锈钢托盘。

3.根据权利要求1所述的一种制备高温堆燃料元件UO₂核芯的方法，其特征在于，所述低温炉是钟罩式或箱式炉低温炉。

4.根据权利要求1所述的一种制备高温堆燃料元件UO₂核芯的方法，其特征在于，所述坩埚是Al₂O₃坩埚或金属W或Mo坩埚盘。

5.根据权利要求1所述的一种制备高温堆燃料元件UO₂核芯的方法，其特征在于，所述高温烧结炉是感应加热炉或电阻炉。