Irradiation behaviour of UAl3-Al and UAl2-Al dispersion fuel plates
Description
UAl3-Al and UAl2-Al dispersion fuel plates were prepared and irradiated in a pressurized water loop of the FR 2 (Karlsruhe). The irradiation tests were to give information on the chemical reaction of the UAlsub(x) particles with the Al matrix and on the swelling of the fuel plates by fission products, particularly by fission gas. After irradiation, the fuel plates did not show cladding failures by blister or crack formation in any case, which could be attributed to the irradiation behaviour of the fuel. To examine the overheating behaviour of irradiated fuel plates, annealing tests ('blister tests') were made at 200, 300, 400 and 5000C. The irradiation-induced reaction of the fuel particles with the Al matrix was followed by quantitative evaluation of microstructure components in micrographs of the fuel section. That evaluation was supported by some microprobe analyses and by microhardness measurements. The results show that Al-base dispersion fuels containing UAl3 or UAl2 are likewise suited for high burnups in research reactors. A uranium burnup of 40% is permissible in any case, independent of irradiation temperature at least up to 1800C. Above a burnup of 30 to 40%, fission product precipitation processes will strongly influence the behaviour of the dispersion fuel. The reaction of UAl3 and UAl2 fuel particles with the Al matrix results in the formation of a non-stoichiometric UAl4 phase, whose composition is about UAl5. However, that does not increase the volume percentage of the particles at high burnup. (orig./GSCH)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
An UAl3-Al- und UAl2-Al-Dispersionsbrennstoffplatten wurden Bestrahlungsversuche in einem Druckwasserloop des FR 2 (Karlsruhe) durchgefuehrt. Die Versuche sollten vor allem Aufschluss geben ueber die chemische Reaktion zwischen den Uranaluminid-Teilchen und der Al-Matrix sowie ueber die Schwellung der Brennstoffplatten durch Spaltprodukte, im besonderen Spaltgase. Es wurden keine Huellschaeden durch Blasen- oder Rissbildung an den Brennstoffplatten beobachtet, die auf das Bestrahlungsverhalten des Brennstoffkernes zurueckzufuehren waren. Zur Pruefung des Ueberhitzungsverhaltens der bestrahlten Brennstoffplatten wurden Gluehversuche ('blister tests') bei 200, 300, 400 und 5000C durchgefuehrt. Der Verlauf der bestrahlungsbedingten Reaktion zwischen den Brennstoffteilchen und der Al-Matrix wurde durch quantitative Auswertung von Gefuegeanteilen in Schliffbildern des Brennstoffbereiches verfolgt. Diese Auswertung wurde von einigen Mikrosondenanalysen und von Mikrohaertemessungen begleitet. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass Dispersionsbrennstoffe mit UAl3 und UAl2 gleichermassen fuer sehr hohe Abbraende in Forschungsreaktoren geeignet sind. Ein Uran-Abbrand von 40% ist auf jeden Fall zulaessig, unabhaengig von der Bestrahlungstemperatur bis mindestens 1800C. Oberhalb von 30-40% Abbrand beginnen Spaltproduktausscheidungsvorgaenge das Verhalten des Dispersionsbrennstoffes zu bestimmen. Die Reaktion der UAl3- und UAl2-Brennstoffteilchen mit der Al-Matrix erfolgt unter Bildung einer nichtstoechiometrischen UAl4-Phase, etwa mit der Zusammensetzung UAl5, die jedoch keine Aenderung des Volumenanteiles der Teilchen nach hohem Abbrand ergibt. (orig./GSCH)
Files
Restricted
The record is publicly accessible, but files are restricted to users with access.
Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Bestrahlungsverhalten von UAl
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 38 p.
- Report number
- KFK--2199
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 7239920
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- ALUMINIUM; ALUMINIUM ALLOYS; CHEMICAL REACTIONS; DIFFUSION; DISPERSION NUCLEAR FUELS; HEAT TREATMENTS; HIGH TEMPERATURE; INTERMETALLIC COMPOUNDS; MICROHARDNESS; MICROSTRUCTURE; NEUTRON BEAMS; PHYSICAL RADIATION EFFECTS; SWELLING; TENSILE PROPERTIES; URANIUM ALLOYS
- Descriptors DEC
- ACTINIDE ALLOYS; ALLOYS; BEAMS; CRYSTAL STRUCTURE; ELEMENTS; ENERGY SOURCES; FUELS; HARDNESS; MECHANICAL PROPERTIES; METALS; NUCLEAR FUELS; NUCLEON BEAMS; PARTICLE BEAMS; RADIATION EFFECTS; REACTOR MATERIALS; SOLID FUELS
Optional Information
- Notes
- 14 figs.; 1 tab.; 16 refs.