ПОЛНОСТЬЮ КЕРАМИЧЕСКОЕ МИКРОИНКАПСУЛИРОВАННОЕ ТОПЛИВО, ИЗГОТОВЛЕННОЕ С ВЫГОРАЮЩИМ ПОГЛОТИТЕЛЕМ В КАЧЕСТВЕ ИНТЕНСИФИКАТОРА СПЕКАНИЯ

1. Способ, содержащий:
обеспечение множества топливных частиц;
смешение топливных частиц с керамическим порошком и нейтронными ядами из оксидов редкоземельных элементов с образованием смеси-прекурсора; и
компактирование смеси-прекурсора при заданных давлении и температуре с образованием тепловыделяющего элемента.
2. Способ по п. 1, причем нейтронные яды из оксидов редкоземельных элементов включают оксиды редкоземельных элементов, имеющие большое сечение захвата нейтронов и способность снижать температуру спекания керамического порошка ниже критической температуры повреждения топливных частиц.
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий подмешивание дополнительных спекающих добавок в смесь-прекурсор керамического порошка и нейтронных ядов из оксидов редкоземельных элементов, при этом дополнительные спекающие добавки предпочтительно содержат оксид алюминия, оксид иттрия или оксиды других редкоземельных элементов, или их комбинации.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем один или более из нейтронных ядов из оксидов редкоземельных элементов являются единственными оксидными спекающими добавками в смеси-прекурсоре.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем смесь-прекурсор состоит практически из керамического порошка и нейтронных ядов из оксидов редкоземельных элементов.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем керамический порошок содержит карбид кремния (SiC).
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем смесь-прекурсор содержит нейтронные яды из оксидов редкоземельных элементов в количестве до 10 массовых процентов от суммарной массы смеси-прекурсора.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем комбинация нейтронных ядов из оксидов редкоземельных элементов и любых дополнительных спекающих добавок находится в количестве до 10 массовых процентов от суммарной массы смеси-прекурсора.
9. Способ по п. 3, причем нейтронные яды из оксидов редкоземельных элементов содержатся в количестве 0,5-6 массовых процентов от суммарной массы смеси-прекурсора.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем заданная температура составляет менее 1900°C.
11. Ядерное топливо, содержащее тепловыделяющий элемент, содержащий множество топливных частиц, перемешанных в карбид-кремниевой матрице, при этом карбид-кремниевая матрица отделяет по меньшей мере одну из упомянутого множества топливных частиц, заделанных в карбид-кремниевую матрицу, от других топливных частиц, заделанных в карбид-кремниевую матрицу, причем карбид-кремниевая матрица является квазистехиометрической и имеет зоны пористости не более чем 4%, и причем эти зоны содержат нейтронные яды из оксидов редкоземельных элементов.
12. Ядерное топливо по п. 11, причем либо упомянутые зоны содержат только нейтронные яды из оксидов редкоземельных элементов и примеси, либо
упомянутые зоны содержат только нейтронные яды из оксидов редкоземельных элементов, дополнительные спекающие добавки и примеси.
2
3
2
3
2
3
2
3
13. Ядерное топливо по любому из пп. 11-12 или способ по любому из пп. 1-10, причем нейтронные яды из оксидов редкоземельных элементов выбраны из группы, состоящей из GdO, ErO, DyO и EuO, и их комбинаций.
14. Ядерное топливо по любому из пп. 11-13 или способ по любому из пп. 1-10, причем топливные частицы являются трехструктурно-изотропическими топливными частицами (TRISO).
15. Ядерное топливо по любому из пп. 11-14, причем упомянутое множество топливных частиц содержит трансурановые элементы, извлеченные из отработанного топлива легководного реактора, и/или трансурановые элементы, извлеченные из ядерного заряда.