ТАБЛЕТКА ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА ВЫСОКОГО ВЫГОРАНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

1. Таблетка ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана, которая содержит оксиды алюминия и кремния, равномерно распределенные по всему объему таблетки, причем по отношению к урану содержание алюминия составляет от 0,005 до 0,03 мас.%, кремния от 0,003 до 0,02 мас.%, массовое отношение алюминия к кремнию находится в диапазоне от 1,5 до 4, размер зерна диоксида урана составляет от 20 до 45 мкм.
2. Таблетка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид гадолиния, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание оксида гадолиния по отношению к диоксиду урана составляет от 0,3 до 10,0 мас.%.
3. Таблетка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид эрбия, который в виде твердого раствора с диоксидом урана равномерно распределен по всему объему таблетки, причем содержание эрбия по отношению к диоксиду урана составляет от 0,3 до 0,8 мас.%.
4. Способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана по пп.1-3, в соответствии с которым готовят порошок диоксида урана, порошки оксидов алюминия и кремния и пластификатор в виде водного раствора, например, поливинилового спирта и глицерина, порошок оксида алюминия предварительно прокаливают на воздухе при температуре от 700 до 800°С, порошки оксидов алюминия и кремния измельчают до размера частиц менее 40 мкм, вводят в пластификатор и формируют смесь, перемешивают порошок диоксида урана и полученную смесь, готовят пресс-порошок, проводят прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно используют закись-окись урана в количестве до 15 мас.% по отношению к диоксиду урана.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора дополнительно используют порообразователь, например, азодикарбонамид марки ЧХЗ-21, в количестве до 1 мас.% по отношению к диоксиду урана.
7. Способ по п.4, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора (пресс-порошок) дополнительно используют смазку, например стеарат цинка, в количестве от 0,05 до 0,15 мас.% по отношению к диоксиду урана.
8. Способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана по пп.1-3, в соответствии с которым готовят порошок диоксида урана и порошки оксидов алюминия и кремния, порошок оксида алюминия и кремния предварительно прокаливают при температуре от 700 до 800°С, порошки оксидов алюминия и кремния измельчают до размера частиц менее 40 мкм, вводят в пластификатор на стадии его приготовления путем добавления их в нагретую до 40-50°С дистиллированную воду, добавляют поливиниловый спирт в расчетном количестве и нагревают до 70-80°С, выдерживают в течение 1 ч при температуре не более 70°С при непрерывном перемешивании, в полученную смесь добавляют глицерин в расчетном количестве и перемешивают, порошок диоксида урана и полученную смесь перемешивают, готовят пресс-порошок, проводят прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно используют закись-окись урана в количестве до 15 мас.% по отношению к диоксиду урана.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора дополнительно используют порообразователь, например, азодикарбонамид марки ЧХЗ-21, в количестве до 1 мас.% по отношению к диоксиду урана.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора (пресс-порошка) дополнительно используют смазку, например стеарат цинка, в количестве от 0,05 до 0,15 мас.% по отношению к диоксиду урана.
12. Способ получения таблетки ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана по пп.1-3, в соответствии с которым готовят порошок диоксида урана, порошки оксидов алюминия и кремния и «жидкий» пластификатор в виде водного раствора, например, поливинилового спирта и глицерина или «сухой» пластификатор, например стеарат цинка, оксид алюминия предварительно прокаливают на воздухе при температуре от 700 до 800°С, оксиды алюминия и кремния измельчают до размера частиц менее 40 мкм и перемешивают с порошком диоксида урана, полученную смесь порошков перемешивают с пластификатором, готовят пресс-порошок, проводят прессование таблеток, их высокотемпературное спекание и шлифование.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно используют закись-окись урана в количестве до 15 мас.% по отношению к диоксиду урана.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора дополнительно используют порообразователь, например, азодикарбонамид марки ЧХ3-21 в количестве до 1 мас.% по отношению к диоксиду урана.
15. Способ по п.12, отличающийся тем, что при приготовлении смеси порошков и пластификатора (пресс-порошка) дополнительно используют смазку, например стеарат цинка, в количестве от 0,05 до 0,15 мас.% по отношению к диоксиду урана.