Caracteriza????o e quantifica????o de fases em ligas de ur??nio-sil??cio para aplica????o como combust??vel nuclear

• Autor(a) principal: GARCIA, RAFAEL H.L.
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29868
• topic: alloy nuclear fuels; uranium silicates; uranium compounds; crystal-phase transformations; environmental engineering; safety engineering; reactor control systems; rmb reactor; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; nuclear structure; specificity; iear-1 reactor

A seguran??a da opera????o de reatores nucleares depende dos materiais envolvidos em sua constru????o, pois s??o submetidos a varia????es de temperaturas em ambiente corrosivo e avarias causadas por part??culas de alta energia. O combust??vel, que proporciona energia para o reator, possui vida ??til muito menor, mas ?? submetido ??s mesmas condi????es. Dentre as ligas de ur??nio, o U3Si2 ?? bastante utilizado em reatores de pesquisa, dada a elevada densidade de ur??nio, boa condutividade t??rmica e resist??ncia ?? amorfiza????o induzida por radia????o, ao inchamento e ?? propaga????o de trincas. Por??m, no processo de fabrica????o da liga U-Si geralmente s??o formadas duas ou mais fases cristalinas, com comportamentos distintos sob irradia????o. Por esse motivo, a especifica????o do p?? de siliceto de ur??nio utilizado no reator IEA-R1 do IPEN, e do RMB (Reator Multiprop??sito Brasileiro) ?? de, pelo menos, 80% em massa de U3Si2. No entanto, as t??cnicas de caracteriza????o atualmente utilizadas no controle de qualidade n??o permitem quantificar as fases cristalinas diretamente. Assim, esse trabalho prop??e a utiliza????o da difra????o de raios X (DRX), alinhada a refinamento pelo m??todo de Rietveld para caracteriza????o do p?? de siliceto. Para tal, foram produzidas ligas de ur??nio contendo 33 a 67 mol% de sil??cio, e t??cnicas de moagem e ajustes de refinamento foram testados. O m??todo desenvolvido inclui cominui????o em moinho vibrat??rio e DRX com refinamento automatizado dos dados, permitindo a quantifica????o das fases cristalinas de maneira confi??vel, r??pida e com m??nima interfer??ncia do operador. Os resultados obtidos foram corroborados com os de t??cnicas como an??lise de imagem obtida por microsc??pio eletr??nica de varredura (MEV), densidade e an??lises elementares de U e Si.