Дисилицид урана - Uranium disilicide

Дисилицид урана
Идентификаторы
ChemSpider
ECHA InfoCard100.031.721 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 234-906-4
Свойства
USi2
Молярная масса294,199 г / моль
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Дисилицид урана является неорганический химическое соединение из уран в степень окисления +4. Это силицид из уран.В последнее время проявился интерес к использованию дисилицида урана в качестве альтернативы диоксид урана для топлива в ядерные реакторы. [1]. Преимущества выше процент урана и выше теплопроводность. Прямая замена УО2 с тобой3Si2должен позволить реактору вырабатывать больше энергии из набора топливные стержни а также предоставить больше «времени на выживание» в случае LOCA (аварии с потерей охлаждения).

Разработка дисилицида урана, нитрид урана, или другое соединение урана с высокой теплопроводностью может иметь решающее значение для работы "Устойчивое к авариям топливо ", усилия по развитию, санкционированные Министерство энергетики США. [2] Это связано с тем, что циркаллой имеет более высокую теплопроводность, чем все разрабатываемые заменяющие материалы. В частности, SIC-SiC CMC (ссылка), который имеет несколько превосходных свойств материала для циркаллой для этого применения имеет примерно в пять раз меньшую теплопроводность (варьируется в зависимости от методов производства, используемых для волокна и матрицы), чем циркаллой (см. SiC-SiC и циркаллой). Более низкая теплопроводность означает, что реактор с твэлами с оболочкой из SiC-SiC CMC и обычным UO2 топливо должно будет либо: 1) работать с меньшей выходной мощностью, чтобы поддерживать температуру топлива, либо 2) работать с той же мощностью, с более горячим топливом, что означает, что у реактора меньше времени на то, чтобы справиться (время исправить то, что неправильно, прежде чем что-то не получится). Альтернатива, предоставленная U3Si2 который имеет примерно в пять раз лучшую теплопроводность, чем UO2 Ожидается, что топливный стержень будет иметь равную выходную мощность, немного лучшую выходную энергию и более длительное время адаптации.

использованная литература

  1. ^ Состав ядерного топлива из дисилицида триурана для легководных реакторов Патент США №8,293,151
  2. ^ Разработка топлива для легководных реакторов с повышенной устойчивостью к авариям, Отчет Министерства энергетики США за июнь 2015 г. для Конгресса https://nuclearfuel.inl.gov/atf/SiteAssets/SitePages/Home/Roadmap_Development%20of%20LWR%20Fuels%20with%20Enhanced%20Accident%20Tolerance.pdf

дальнейшее чтение

  • Браун, Аллан; Дж. Дж. Норрейс (1961). «Дисилицид урана». Природа. 191 (4783): 61–62. Bibcode:1961 г.Натура.191 ... 61Б. Дои:10.1038 / 191061a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4150246.
  • Саса, Йошихико; Масаюки Уда (1976). «Структура стехиометрического USi2». Журнал химии твердого тела. 18 (1): 63–68. Bibcode:1976ЖСЩ..18 ... 63С. Дои:10.1016/0022-4596(76)90079-7. ISSN  0022-4596.
  • Браун, А .; Дж. Дж. Норрейс (1959). «Бета-полиморфы дисилицидов урана и тория». Природа. 183 (4662): 673. Bibcode:1959Натура.183..673Б. Дои:10.1038 / 183673a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4197445.
  • http://www.rertr.anl.gov/Web1999/Abstracts/18suripto99.html