Химический и фазовый анализ un и (u,Pu)n клинкеров

Материал	Скорость течения N2 + 8% Н2, м3/час	Содержание, % мас.			Наличие второй фазы
		N	C	O
Клинкер UN	1,2	5,83	0,04	0,03	нет
	0,8	5,72	0,05	0,04	нет
	0,4	5,43	0,07	0,08	нет
	0,2	4,75	0,38	0,35	следы UO2
Клинкер (U0,8Pu0,2)N	1,2	5,72	0,035	0,035	нет
	0,2	5,58	0,23	0,18	следы оксидов металлов
Клинкер (U0,45Pu0,55)N	1,2	5,66	0,048	0,045	нет
	0,2	5,56	0,210	0,176	следы оксидов металлов

Холодное таблетирование и спекание мононитридов уран-плутония осуществляли после измельчения и перемалывания клинкера в шаровой мельнице в течение 12 часов для получения порошка мононитрида с удельной поверхностью в диапазоне 1-1,5 м²/г. К полученному таким образом порошку добавляют ~ 1 % мас. нафталинового связующего и смазки (стеарат цинка) и смесь подвергают предварительному уплотнению и гранулированию для получения свободно текущих гранул, пригодных для таблетирования с помощью гидравлического пресса. Таблетирование гранул при 450 МПа приводит к образованию зеленых таблеток плотностью 68 ± 1 % от теоретической. Нитридные таблетки спекают при температуре 1950 К в течение 4 часов в атмосфере Ar + 8 % Н₂. Плотность получаемых таким образом таблеток лежит в диапазоне 82 – 86 % от теоретической.

Интересной частью исследований было определение химической совместимости смешанного уран-плутониевого нитридного топлива (U,Pu)N с оболочками из нержавеющей стали типа SS 316. Обнаружено, что совместимость топлива с оболочкой зависит от наличия в топливе высших нитридов и присутствия металлической фазы.

Нитриды M₂N₃ приводят к азотированию стали с последующей утратой эластичности оболочки. Примеси кислорода и углерода в таблетках топлива также могут вызывать газофазное азотирование и науглероживание стали SS 316. Однако проведенные эксперименты по совместимости (U_0,45Pu_0,55)N с оболочкой из стали SS 316 при 973 К в течение 1000 часов показали лишь очень незначительное азотирование оболочки из стали SS 316, что может быть объяснено отсутствием в топливе полуторных нитридов и низким уровнем примесей кислорода и углерода ( 1000 млн^-1).