Estudos difratométricos do combustível nuclear UO2-Gd2O3 preparado por moagem de alta energia

• Autor(a) principal: Silva, Klebson Lucenildo da
• Data de Publicação: 2007
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
• Texto Completo: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2694
• topic: Materiais amorfos; Moagem de alta energia; Caracterização estrutural; Combustível sólido; Difratometria; Solução sólida.; Ciências Exatas e da Terra; Física

Pastilhas de combustível nuclear do tipo UO2-XGd2O3 foram processadas mecanicamente em um moinho de bolas de alta energia, com X variando de 7% a 80% em massa de gadolínia. As amostras, moídas e não-moídas, foram tratadas termicamente em atmosfera de hidrogênio, com exceção para a série de amostras com X = 80%, caso em que foram tratadas em atmosfera livre. Os materiais produzidos foram caracterizados por difratometria de raios-X e, exclusivamente para as amostras com maior concentração de gadolínia, também por análise térmica. Os resultados mostraram que as amostras como-moídas, com X = 7% e 15%, tratadas termicamente em 1300 ºC, apresentam até duas fases com a estrutura da urânia - i.e., UO2 e (U, Gd)O2. Entretanto, aumentando a temperatura até 1600 ºC, verifica-se a completa dissolução da gadolínia na estrutura da urânia. Neste caso, o gadolínio passa a ocupar de forma substancial um sítio de simetria cúbica, normalmente ocupado pelo urânio na rede da urânia. Para as amostras como-recebidas, tratadas em 1300 ºC, observou-se 3 fases, sendo duas com a estrutura da urânia e a outra sendo a da gadolínia. Já as amostras como-recebidas, tratadas a 1600 ºC, verificou-se a presença de duas fases, sendo ambas com a estrutura da urânia. Para as amostras com X = 80%, as medidas de termogravimetria e análise termo-diferencial revelaram uma transição de fase em aproximadamente 1300 ºC. A difratometria de raios-X mostrou para as amostras como-recebidas (UO2-80%Gd2O3 em massa), tratadas termicamente em 1300 ºC sob atmosfera livre, a existência de 3 fases, uma atribuída a solução sólida (U, Gd)O2 outra à fase romboedral UGd6O12 e a terceira, em maior quantidade, à gadolínia. Já para as amostras como-moídas, também tratadas em 1300 ºC em atmosfera livre, houve a formação completa da fase romboedral UGd6O12. Verificou-se, por fim, que o parâmetro de rede da solução sólida (U, Gd)O2 decresce com a concentração inicial de gadolínia.