การพัฒนากระบวนการโซล-เจล โดยวิธีอินเทอร์นอลเจเลชัน เพื่อใช้ในการผลิตเม็ดเชื้อเพลิงยูเรเนียมไดออกไซด์ ไมโครเสฟียร์

Abstract

ได้ศึกษาเทคนิคต่าง ๆ ของกระบวนการโชล-เจล เพื่อผลิตเม็ดเชื้อเพลิงยูเรเนียมไดออกไซด์โดยวิธีอินเทอร์นอล เจเลชัน ตามกระบวนการนี้หยดบรอทผ่านหลอดรูตีบแล้วเกิดเป็นเจลไมโครสเฟียร์ การทดลองได้รวมถึงการหาเทคนิคในการเตรียมบรอท เงื่อนไขต่าง ๆ เพื่อเพิ่มอัตราเร็วของการหยดบรอทให้ทันกับอายุการเก็บ ศึกษาถึงขนาดของไมโครสเฟียร์ที่ได้จากการหยดอย่างอิสระผ่านหลอดรูตีบขนาดต่าง ๆ การใช้น้ำหนักกดและการใช้ก๊าซดัน หาเงื่อนไขในการล้างไมโครสเฟียร์ การทำให้แห้ง ตลอดจนการเผาประสานเพื่อให้ได้ไมโครสเฟียร์ที่มีความหนาแน่นสูง จากการทดลองโดยใช้บรอทที่มีความเข้มข้น 1.25 โมลของยูเรเนียมต่อลิตร ผ่านท่อรูตีบขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5 และ 0.45 มิลลิเมตร หยดโดยอิสระ ใช้น้ำหนัก 100, 200, 300, 400 และ 500 กรัมกดลงบนกระบอกฉีดยาขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.5 เซ็นติเมตร หรือใช้ก๊าซไนโตรเจน 0.2, 0.5, 0.7 และ 0.9 ลิตร/นาที ดันลงในคอลัมน์เส้นผ่าศูนย์กลาง 2.5 เซ็นติเมตร สูง 2 เมตร บรรจุด้วยไตรคลอโรเอทิลีนผสมสแปน-80 ร้อยละ 0.02 ให้ความร้อนแก่คอลัมน์ 2 ช่วงที่ 68-70 ̊ เซลเซียส หลังจากล้างทำให้แห้งและเผาประสานในบรรยากาศของอาร์กอนผสม 4 เปอร์เซนต์ของก๊าซไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 1200 ̊ เซลเซียส ปริมาณคาร์บอนลดลงจากร้อยละ 10 เหลือร้อยละ 0.1 อัตราส่วนของ O/U เท่ากับ 2.0-2.05 ความหนาแน่นอยู่ในช่วงร้อยละ 76-80 ของค่าทฤษฎี ขนาดของเส้นผ่าศูนย์กลางไมโครสเฟียร์อยู่ในระหว่าง 300-1000 ไมโครเมตร