Caracterización microestructural de la zona de interacción crecida por interdifusión en aleaciones binarias U(Mo) y AI(Si)

Abstract

Los combustibles de alta densidad de uranio para reactores de investigación se desarrollan con el objetivo de disminuir el enriquecimiento y contribuir a la no proliferación de armas nucleares. Un combustible candidato es el constituido por la aleación uranio-molibdeno (U(Mo)) disperso en una matriz de aleaciones de aluminio Al(Si). En el proceso de fabricación se produce la interacción entre el U(Mo) y la matriz generando una zona de interacción (ZI) con ciertas propiedades que pueden ser desfavorables para el comportamiento en servicio. En este trabajo se caracteriza microscópicamente esa ZI para cuatro diferentes aleaciones de aluminio con silicio observándose que ésta presenta crecimientos abruptos en posiciones adyacentes al U(Mo) en descomposición celular mientras que en las zonas donde no hay descomposición se observa un crecimiento más controlado. El agregado de Si al Al que conforma la matriz tiene dos efectos: por un lado el crecimiento de forma más controlada de la ZI entre la aleación combustible y matriz, y por otro que al momento de la fabricación de un elemento combustible (EC) el fabricante se pueda independizar de la descomposición de la fase ɣU(Mo) con el aumento del Si agregado a la matriz. Además, se establecen las tendencias en morfología y composición de las ZI para las mismas y se comparan con miniplacas fabricadas en la planta de fabricación de elementos combustibles (ECRI) concluyendo que el comportamiento de los pares de difusión y las miniplacas combustibles es el mismo y esto hace al trabajo atractivo ya que podría ser de gran ayuda para la fabricación de EECC con mayores densidades de uranio a las de hoy en día y para solucionar posibles inconvenientes en el proceso.