Producción y caracterización de pastillas de U02 fabricadas, con polvos de diferentes características

Abstract

En el desarrolo de elementos combustibles o bien en el de componentes del mismo (p.ej. pastillas combustibles o tubos de Zry) es necesario conocer los cambios en el comportamiento por alteraciones en los parámetros de diseño o fabricación para verficiar las tendencias calculadas previstas. Esto se realiza normalmente sometiendo al elemento combustible o parte de él a experiencias en las cuales se valúa el cambio de su comportamiento en conjunto de la propiedad especialmente alterada por la modificación. Estas experiencias consisten en ensayos de simulación fuera del reactor o bien en reactores experimentales. Si se conoce con cierta certeza la magnitud de la alteración del comportamiento, el cambio puede introducirse directamente en la producción a condición de que a los primeros elementos combustibles producidos de este modo se los somete a un seguimiento estricto dentro y fuera del reactor. Muchos de los estudios de modificaciones a ser incorporados a la producción son realizados previamente a nivel de laboratorio o bien los productos son fabricados a ese nivel. En este caso, algunas de las exigencias que se plantean son: a.- Es necesario ejecutar los procesos y fabricar el producto de forma que se asemejen al máximo a los de producción. b.- Es necesario realizar una caracterización exhaustiva del producto, así como de cada etapa del proceso, para poder establecer, i) Relaciones entre parámetros del proceso y características del producto, i i ) Reproducibilidad del proceso. Estas exigencias son ampliadas si el material combustible es también objeto de estudio en una irradiación experimental: c..- El tipo de polvo autilizar se debe ser el de producción o muy semejante, puesto que el comportamiento microestructural de la pastilla va a estar determinado por el tipo de porosidad y grano, propiedades estas, dependientes del Polvo. d.- Si la irradiación se realiza en un reactor de experimentación, razones neutrónicas normalmente imponen que las pastillas deben poseer un cierto grado de enriquecimiento. Si ese enriqecimiento se obtiene por mezcla directa de polvos(a menos que sean del mismo tipo de polvo), se altera la microestructura de la pastilla. Por lo tanto, si se desea obtener pastillas equivalentes (que observen el mismo comportamiento) a las de producción es necesario partir en la fabricación, de soluciones de uranio enriquecido, las cuales serán precipitadas del modo conveniente para llegar a obtener polvos de U02, según se desea (pero enriquecidos homogéneamente). e.- Si se desea estudiar el efecto de utilizar otro polvo sobre el comportamiento de la pastilla, es necesario colocar además pastillas de referencia del polvo de producción, para poder realizar un estudio comparativo y asegurar la misma historia de irradiación para ambos tipos de pastillas. Este trabajo se refiere a la producción de aproximadamente un millar de pastillas a nivel del laboratorio para una irradiación, y la forma en que ella se condujo teniendo en cuenta las exigencias mencionadas.