TCVN10234:2013

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10234:2013 (ISO 9161:2004) về Năng lượng hạt nhân - Urani dioxit dạng bột - Xác định khối lượng riêng biểu kiến và khối lượng riêng nén TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10234:2013 ISO 9161:2004 NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN - URANI DIOXIT DẠNG BỘT - XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG BIỂU KIẾN VÀ KHỐI LƯỢNG RIÊNG NÉN Uranium dioxide powder - Determination of apparent density and tap density Lời nói đầu TCVN 10234:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 9161:2004; TCVN 10234:2013 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85 Năng lượng hạt nhân biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề ngh ị , Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN - URANI DIOXIT DẠNG BỘT - XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG BIỂU KIẾN VÀ KHỐI LƯỢNG RIÊNG NÉN Uranium dioxide powder- Determination of apparent density and tap density 1 Phạm v i áp dụng Tiêu chuẩn này quy đ ị nh phương pháp xác định khối lượng riêng biểu kiến và khối lượng riêng nén của dioxit urani dạng bột (UO 2 ) dạng bột tơi có th ể chảy tự do. Bột này sẽ được sử dụng để tạo UO 2 dạng viên và viên thiêu kết làm nhiên liệu hạt nhân. Phương pháp này có thể được sử dụng cho UO 2 ở các dạng bột khác nhau bao gồm hạt, viên nhỏ, hạt hình cầu hoặc các loại hạt khác. Phương pháp này cũng có thể được áp dụng cho bột nhiên liệu khác như P u O 2 , Th O 2 và hỗn hợp UO 2 -P u O 2 và U O 2 -Gd 2 O 3 dạng bột. 2 Thuật ngữ và định nghĩa Trong ti ê u chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 2.1 Khối lượng riêng biểu ki ế n (apparent density) Khối lượng riêng của bột thu được bằng cách đổ tự do dưới các điều kiện được quy đ ị nh cụ thể. 2.2 Khối lượng ri ê ng nén (tap density) Khối lượng riêng của bột trong một vật chứa đã được nén dưới các điều kiện được quy định cụ thể. 3 Nguyên l ý 3.1 Kh ố i lượng riêng b iể u kiến Một lượng mẫu được đổ qua một phễu có k í ch thước chu ẩ n vào một cái chén, đ ầ y đến vạch định mức có thể tích đã được xác đ ị nh. Cốc đo và bột ch ứ a trong cốc được cân và khối lượng riêng biểu kiến có thể t í nh được từ khối lượng và thể tích của bột. 3.2 Khố i lượng r iê ng nén Cốc đo khối lượng riêng đã được hiệu chu ẩ n chứa một lượng mẫu có khối lượng đ ã được xác định. Mẫu được nén bằng một thiết bị chuyên dụng. Các điều kiện nén là cố định. Khối lượng riêng nén được xác định bằng khối lượng và thể tích bột sau khi xử lý. 4 Thiết bị, dụng cụ 4.1 Phễu lưu lượng kế, có đường kính lỗ xác định d, 2,5 mm, 5,0 mm, 10,0 mm hoặc 15,0 mm, tùy thuộc vào loại bột, có góc nón 60° và một vài dụng cụ để đóng chốt lỗ (xem H ì nh 1). K í ch thước t í nh bằng milimet CHÚ DẪN: hoặc a kích thước bắt buộc H ì nh 1 - Phễu lưu lượng kế (theo tài liệu tham khảo [1]) 4.2 Cốc đo khối lượng riêng là ống hình trụ c ó vạch chia độ theo thể tích, có dung tích 10 cm 3 , 25 cm 3 , 50 cm 3 hoặc 100 cm 3 , tùy thuộc vào loại bột. 4.3 Thiết bị nén viên, ví dụ gồm có đế dạng đĩa được nén bằng một động cơ dẫn động trục vít, tốc độ trục cam (250 ± 15) min -1 và hành trình nén dài từ 2 mm đến 3 mm. 4.4 Bộ đếm c ó th ể điều chỉnh được, có thể đặt trước số lần nén từ 1 đến 9 999. 4.5 Giá đ ỡ , để giữ phễu lưu lượng kế đồng tâm với cốc đo khối lượng riêng sao cho lỗ đáy của phễu lưu lượng kế ở vị trí cao hơn vạch chuẩn của cốc đo khối lượng riêng là 50 mm khi thiết bị được lắp đặt theo Hình 2. Hình 2 - Giá đ ỡ với phễu lưu lượng kế và c ố c đo khối lượ n g riêng (không có thiết b ị nén) 4.6 Cân , có khả năng cân được cốc đo khối lượng riêng được chọn và có độ nhạy đến 0,1 g hoặc cao hơn. CH Ú TH Í CH 1: Phễu lưu lượng k ế , cốc đo kh ố i lượng riêng và giá đ ỡ của h ã ng Alcan Ingot and Powders Div of Alcan Aluminium Corp, Box 290, Elisabeth, N. J. 07207, Hoa Kỳ hoặc các thiết bị tương đương có th ể được sử dụng (60 °, đ ường k í nh d). Th ô ng tin này ch ỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không phải xác nhận của tiêu chuẩn về sản ph ẩ m này. Có th ể sử dụng sản ph ẩ m tương đương nếu chúng c ó th ể cho kết quả tương tự. CHÚ TH Í CH 2: Thi ế t b ị với các dụng cụ c ầ n thi ế t khác như Tap-Pak Volumeter model No. JEL ST2 của h ã ng J. Engelsmann AG , Ludwigshafen a. Rh., Cộng hòa liên bang Đức hoặc các thi ế t b ị tương đương c ó th ể được sử dụng. Thông tin này ch ỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng ti ê u chu ẩ n này và không phải xác nhận của tiêu chu ẩ n về sản phẩm này. Có th ể được sử dụng sản ph ẩ m tương đương nếu chúng c ó th ể cho kết quả tương tự. 5 Lấy mẫu và mẫu Phần mẫu th ử đại diện trong phòng thí nghiệm phải được lấy từ một m ẻ sản xuất UO 2 dạng bột cần xác định đặc tính. Phải áp dụng các biện pháp, nếu c ầ n để phòng tránh sự tách rời các phần hạt bột hoặc bất kỳ sự thay đổi t í nh chất nào của bột trong quá trình vận chuyển. Lượng bột th ử nghiệm phải có thể tích lớn hơn thể tích của cốc đo khối lượng riêng đ ị nh mức (khoảng hai lần thể tích cốc đo khối lượng riêng). 6 Cách tiến h à nh 6.1 Cảnh báo an toàn Các tiêu chuẩn an toàn ph ả i được tuân thủ khi thao tác với mẫu urani dioxit. 6.2 Hiệu chuẩn Phải định k ỳ hiệu chu ẩ n cân theo kế hoạch kiểm soát chất lượng, bao gồm tần suất và sai số được chấp nhận. 6.3 Xác định kh ố i lượng riêng biểu kiến 6.3.1 Cân cốc đo khối lượng riêng (hình trụ) và ghi lại khối lượng (m 1 ). 6.3.2 Điều chỉnh phễu sao cho đồng trục với cốc đo khối lượng riêng, miệng đáy phễu cao hơn miệng chén kho ả ng 25 mm hoặc khoảng 50 mm trên vạch định mức. Đóng miệng đáy phễu. 6.3.3 Đổ mẫu UO 2 dạng bột thử nghiệm vào phễu. 6.3.4 Mở miệng đáy của phễu để bột chảy dần vào cốc đo khối lượng riêng. Đổ đầy cốc đo khối lượng riêng đến vạch định mức với thể tích đã biết. Dàn đều bề mặt lớp bột đúng bằng với vạch định mức bằng cách c ẩ n thận nghiêng cốc đo khối lượng riêng và di chuyển nó tr ở lại vị trí thẳng đứng. Một cách khác, đổ đầy đến miệng cốc đo khối lượng riêng có thể tích đã biết. Dùng thìa gạt bỏ lớp bột trên miệng cốc đo khối lượng riêng, lấy bề mặt bột ngang bằng miệng cốc. 6.3.5 Đổ phần bột thừa trở lại b ì nh chứa mẫu. 6.3.6 Cân kh ố i lượng của cốc đo khối lượng riêng chứa đầy bột (m 2 ). 6.4 Xác định khối lượng riêng nén 6.4.1 Đặt cốc đo khối lượng riêng chứa đầy bột (từ phép xác định khối lượng riêng biểu kiến, 6.3) vào thiết b ị nén. 6.4.2 Điều chỉnh bộ đ ế m tới số lần nén phù hợp đ ể th ể tích bột không đ ổ i (từ 200 lần đến 2 400 lần nén). Biên độ nén phải nằm trong khoảng từ 2 mm đến 3 mm. Ghi lại số lần nén và thời gian nén. 6.4.3 Xác định thể t í ch của UO 2 dạng bột trong cốc chứa h ìn h trụ c ó thang chia độ sau khi nén và ghi lại giá trị này (V 2 ). 6.4.4 Cân c ố c đo khối lượng riêng chứa bột nén và ghi lại khối lượng của n ó (m 3 ). 6.5 Các phép xác đ ịn h lặp lại Lặp lại 6.3 v à 6.4 với phần bột thử nghiệm mới sao cho với mỗi loại bột xác định ba lần. 7 Biểu th ị kết quả 7.1 Phương pháp tính Khối lượng riêng biểu kiến trước khi nén của U O 2 dạng bột (ρ a ), tính bằng gam trên centimet khối, tính theo Công thức: Trong đó m 1 là khối lượng, tính bằng gam của cốc đo khối lượng riêng khi rỗng (6.3.1); m 2 là khối lượng, tính bằng gam của cốc đo khối lượng riêng khi đầy (6.3.6); V 1 là th ể tích bột trước khi nén, tính bằng centimet khối. Khối lượng riêng nén của U O 2 dạng bột (ρv), tính bằng gam trên centimet khối, tính theo Công thức: Trong đ ó V 2 là thể tích của U O 2 sau khi nén, tính bằng centimet khối; m 3 là khối lượng của cốc đo khối lượng riêng có chứa bột sau khi nén, tính bằng gam. Các giá tr ị cuối cùng của khối lượng riêng biểu kiến và khối lượng riêng nén được tính bằng giá tr ị trung bình của ba lần xác định. 7.2 Độ chụm của phương pháp Độ lệch chuẩn tương đối cho phép đo phụ thuộc chủ yếu vào chiều cao của cốc đo. Trong điều kiện tối ưu độ chụm là 0,6 % đối với khối lượng riêng biểu kiến và 0,5 % đối với khối lượng riêng nén. 8 Báo cáo thử ngh i ệm Báo cáo th ử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau: a) v iện dẫn tiêu chuẩn này; b) tất c ả các thông tin chi tiết cần thiết để nhận dạng mẫu th ử ; c) đường k í nh lỗ của phễu lưu lượng kế và thể tích của cốc đo khối lượng riêng đã được sử dụng; d) số lần và thời gian nén mẫu; e) các kết quả thu được; f) tất cả các thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này; g) chi tiết về mọi hiện tượng có thể gây ảnh hưởng đến các kết quả thử. Thư mục tài liệu tham khảo [1] ISO 3923-1, Metallic powders - Determination of apparent density - Part 1: Funnel method [2] ISO 3953, Metallic powders - Determination of tap density [3] ISO 3252, Powder metallurgy - Vocabulary