16.6.Изготовление сердечников твэлов.

Одна из важнейших технологических операций – равномерное распределение частиц топлива в материале матрицы. В производстве твэлов равномерное распределение частиц топлива в матрице обеспечивают на первой стадии изготовления тщательным перемешиванием порошкообразных материалов, составляющих сердечник. Перемешивание проводят с использованием различного типа смесителей и шаровых мельниц.

Для получения равномерной по составу смеси, которая не расслаивалась бы при дальнейших операциях, широко используют связующие вещества, добавляемые в шихту до или в процессе перемешивания. Эффективным связующим веществом является раствор полибутилметакрилата и дибутилфталата в толуоле или ацетоне. Этот препарат вводят в шихту до 10%. Шихту сначала перемешивают всухую, а затем добавляют связующее и продолжают перемешивать до тех пор, пока не испарится растворитель из связки. В результате получают равномерную смесь в виде гранул, пригодную для объемной дозировки в пресс-формы при ее брикетировании.

При диспергировании оксида урана, тория и плутония в огнеупорные оксиды алюминия, магния и бериллия рекомендуется в качестве связки использовать раствор парафина в керосине в количестве 5-8%. Компоненты смешивают в барабане при 50С. Парафин выплавляют во время сушки прессованных форм в вакуумном сушильном шкафу при 250С.

В состав смесей на основе графитовой матрицы вводят до 10% карбонизирующей связки в виде каменноугольной смолы в бензоле или трихлорэтилене. После горячего прессования такой смеси получается высокоплотная матрица.

Применяют и другие разнообразные способы смешения материалов дисперсионных твэлов. При этом большое внимание уделяют методам контроля равномерности состава приготовленных смесей. Наиболее распространенным методом является химический анализ проб, отобранных из различных мест приготовленной смеси. Однако этот метод не претендует на высокую точность.

Для контроля применяют также авторадиографию, метод основанный на измерении плотности почернения отпечатков на фотоэмульсионном слое пластинки под действием радиационного излучения.

Критерием однородности может служить степень рассеяния радиоактивности нескольких проб смеси, взятых на контроль.