[发明专利]一种制备陶瓷级UO2核燃料的方法

权利要求书

1.一种制备陶瓷级UO₂核燃料的方法，包括以下步骤：

1)制备UO₂(CO₃)₃^4-碱性溶液；

2)在UO₂(CO₃)₃^4-碱性溶液中加入羟基自由基清除剂，所述羟基自由基清除剂是甲酸铵或甲酸，其加入量大于1.5倍铀的摩尔浓度；

3)在惰性气氛下，对步骤2)所得溶液用电子束或γ射线辐照，产生黑色UO₂沉淀；

4)将UO₂沉淀通过下述方法i或ii制备陶瓷级UO₂：

i.将UO₂沉淀分离、洗涤和干燥后，在真空中灼烧直接得到陶瓷级UO₂；

ii.分离出UO₂沉淀，利用微氧化法灼烧使其结晶，再利用H₂还原得到陶瓷级UO₂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)是将铀原料转化为含UO₂(CO₃)₃^4-的碱性溶液，所述铀原料包括含U(VI)的各种原料，通过NH₃和CO₂双气通法或者加入(NH₄)₂CO₃和NH₄HCO₃法，将体系转化得到含UO₂(CO₃)₃^4-的碱性溶液。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铀原料为UF₆、UO₂(NO₃)₂、UO₂(NO₃)₂·2TBP和/或UO₂F₂。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)的辐照源是电子加速器或各类γ射线源，被辐照溶液中铀浓度≥2mmol·L^-1。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)的辐照剂量大于10kGy。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)的方法i和ii中烧结温度为410-600℃。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)的方法i和ii中产生的滤液、洗涤液循环使用，利用其中的NH₄⁺、CO₃^2-转化铀原料。