Influences of heating processes on properties and microstructure of porous CeO2 beads as a surrogate for nuclear fuels fabricated by a microfluidic sol-gel process

Tong Song

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자료유형: 학술저널

저자정보: Tong Song

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제51권 제1호

발행연도: 2019.1

수록면: 257 - 262 (6page)

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The control of microstructure is critical for the porous fuel particles used for infiltrating actinide nuclides. This study concerns the effect of heating processes on properties and microstructure of the fuel particles. The uniform gel precursor beads were synthesized by a microfluidic sol-gel process and then the porousCeO2 microspheres, as a surrogate for the ceramic nuclear fuel particles, were obtained by heatingtreatment of the gel precursors. The fabricated CeO2 microspheres have a narrow size distribution andgood sphericity due to the feature of microfluidics. The effects of heating processes parameters, such asheating mode and peak temperatures on the properties of microspheres were studied in detail. Anoptimized heating mode and the peak temperature of 650 C were selected to produce porous CeO2microspheres. The optimized heating mode can avoid the appearance of broken or crack microspheres inthe heating process, and as-prepared porous microspheres were of suitable pore size distribution andpore volume for loading minor actinide (MA) solution by an infiltration method that is used for fabricationof MA-bearing nuclear fuel beads. After the infiltration process, 1000 C was selected as the finaltemperature to improve the compressive strength of microspheres.

참고문헌 (14)

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S. Pillon / 2003 / Aspects of fabrication of curium-based fuels and targets / J. Nucl. Mater 320:36~43

N. Chauvin / 1999 / Optimisation of inert matrix fuel concepts for americium transmutation / J. Nucl. Mater 274:105~111

B. Ye / 2013 / Fabrication of sizecontrolled CeO2 microparticles by a microfluidic sol-gel process as an analog preparation of ceramic nuclear fuel / J. Nucl. Sci. Technol 50:774~780

Z. F. Song / 2014 / Synthesis of sizecontrolled Pt/C/PTFE hydrophobic catalyst pellets in a capillary-based microfluidic system / Int. J. Hydrogen Energy 39:16944~16952

R. J. M. Konings / 2002 / Fuels and targets for transmutation / Compt. Rendus Phys 3:1013~1022

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Tong Song

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