[发明专利]一种二氧化钍箔片的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于反应堆模拟燃料芯块技术领域，具体涉及一种二氧化钍箔片的制备方法。

背景技术

随着核电的发展，核燃料需求量逐渐增大，但主要的核燃料铀资源在我国并不丰富，所以近年来，在接受相关监督、保证和平利用核燃料的条件下，先后同澳大利亚、吉尔吉斯斯坦等国签订了合作开发、进口铀矿的协议。钍作为潜在的核燃料，具有广阔的应用前景，目前地球上已探明钍的储量是铀的3倍，通过增殖途径将钍转换成²³³U，将极大地丰富核燃料资源，而我国的钍资源比较丰富且集中，仅内蒙古白云鄂博矿的钍资源储量就为22.1万吨，占全国钍总储量的77％。与铀燃料循环相比，钍燃料具有中子经济性好、熔点高、热导性好、产生的裂变气体较少、核反应后产生的裂变产物毒性低、价格低以及可焚烧来自动力堆和核武器支解产生的过剩的钚等优点。

从20世纪60年代开始，国际上就开始对钍燃料循环进行研究开发。印度已建立了比较完整的钍循环研发体系，预定于2050年左右实现钍基燃料反应堆的大规模商业应用。俄罗斯主要研究在快堆中利用钍和钚生产²³³U，然后利用钍和²³³U制造热堆燃料，并在快堆中利用钍改进了一些安全特征和燃料技术特征。美国已经开展了大量不同类型针对轻水堆和石墨慢化堆的钍基燃料循环设计和评估工作，有关工作最完整评述记录在“国际核燃料循环评估(INFCE)计划书”中。德国在钍资源核能利用领域也开展大量工作，研究了纯钍燃料与混合燃料(Th/U或Th/Pu)的使用能否降低同等功率反应堆的天然铀需求，并研究 了钍对压水堆的反应系数及安全特征的影响。我国在钍燃料循环研究进行了一些初步的探索，进行了钍基先进CANDU重水堆核能系统研究及压水堆钍铀燃料循环研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化钍箔片的制备方法，成功解决生坯脱模困难、生坯断裂、生坯掉边难题，获得表面质量较好的二氧化钍箔片生坯。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种二氧化钍箔片的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，对二氧化钍粉末进行压坯处理，压力80～90MPa，保压时间为20～25s；将0.3％的粘合剂聚乙烯醇放入去离子水中进行热溶解，煮沸后聚乙烯醇能全部溶解其中，再将溶液与造粒后二氧化钍混合，混合后粉末破碎筛分，最终粒度控制在150μm～300μm之间；

步骤2，二氧化钍箔片成型采用模压冷压成型，成型模具阴模内径为圆柱形结构，成型压力为9～11T，保压时间为15～20s，成型箔片距阴模上端面距离为20～25mm；

步骤3，二氧化钍箔片烧结经历低温、中温和高温三个保温阶段，经过1.5h由室温升温至500℃保温1.5h，继续升温1.5h至1200℃保温1h，升温1h至1600～1700℃保温2～3h。

所述的二氧化钍箔片为圆形片状结构，厚度为0.5～1mm，直径为29～31mm。

所述的步骤1中二氧化钍粉末钍含量为87.3％。

所述的步骤2中采用硬脂酸锌混合四氯化碳作为成型的润滑剂。

所述的步骤2中阴模采用碳化钨硬质合金作内衬，配备轴承钢做成的紧缩 环结构制备而成。

所述的步骤3中二氧化钍箔片的烧结在氢气保护气氛下进行。

本发明所取得的有益效果为：