[发明专利]一种添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块及其制备方法

权利要求书

1.一种添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块，其特征在于：包括UO₂颗粒、金属壁、惰性氧化物夹杂物，金属壁形成蜂窝状的连续网络结构，每个蜂窝状的孔隙中都有UO₂颗粒，金属壁包裹UO₂颗粒，惰性氧化物夹杂物存在于金属壁之内。

2.根据权利要求1所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块，其特征在于：UO₂颗粒的粒径在1～1000μm。

3.根据权利要求1所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块，其特征在于：惰性氧化物夹杂物的粒径小于1μm。

4.根据权利要求1所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块，其特征在于：金属壁是钨、钼、铬及其合金。

5.根据权利要求1所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块，其特征在于：惰性氧化物夹杂物是SiO₂、TiO₂、Al₂O₃或由Si、Ti、Al、O组成的化合物或混合物。

6.一种添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块制备方法，其特征在于：

(1)UO₂颗粒制备；

(2)混料：将UO₂颗粒、惰性氧化物粉末和金属粉末均匀混合，使惰性氧化物粉末和金属粉末包裹UO₂颗粒；

(3)成型：将混合粉末成型成生坯；

(4)初步烧结：将成型的生坯在纯H₂或H₂/N₂混合气或H₂/Ar混合气或H₂/He混合气的气氛下，在低于1200℃的温度下烧结；

(5)当金属壁采用钨单质或含钨合金时，进行氧化烧结：在氧化性气氛O₂或CO₂中，在低于1800℃的温度下烧结0.5～10小时；

(6)还原烧结：在纯H₂或H₂/N₂混合气或H₂/Ar混合气或H₂/He混合气的气氛下，在低于1800℃的温度下烧结。

7.根据权利要求6所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块制备方法，其特征在于：UO₂颗粒制备：采用溶胶凝胶或等离子体球化方法制备UO₂颗粒，通过筛分、振选获得粒径在1～1000μm范围内的UO₂颗粒。

8.根据权利要求6所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块制备方法，其特征在于：混料：采用机械搅拌、振动、超声分散或球磨粉体混合工艺，将UO₂颗粒、惰性氧化物粉末和金属粉末均匀混合。

9.根据权利要求6所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块制备方法，其特征在于：成型：采用模压成型或等静压成型方式，将混合粉末成型成生坯。

10.根据权利要求6所述的添加氧化物的金属壁微囊核燃料芯块制备方法，其特征在于：初步烧结：在低于1200℃的温度下烧结0.5～20小时；还原烧结：在低于1800℃的温度下烧结0.5～10小时。