Published November 14, 2019
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Plasma and solid-state physics-based optimization of a coating process for monolithic UMo nuclear fuels
Description
Monolithic fuel designs, which allow the highest uranium densities with UMo for the conversion of research reactors to lower enriched uranium, require a diffusion barrier between the fuel foil and the surrounding aluminum cladding. The application of this coating is one of the most challenging tasks for the fabrication of such nuclear fuel. In the present thesis, a sputtering technique was further developed and optimized, so that fuel plates, according to all specifications, could be produced for the first time. Two of these plates were successfully irradiated in the framework of the EMPIrE test. The developed method is currently the most flexible and capable process for the coating of fuel foils worldwide.
Availability note (English)
Also available from: https://mediatum.ub.tum.de/1506848Abstract (German)
Monolithische Brennstoffdesigns, welche mit UMo die höchsten Uran-Dichten zur Umrüstung von Forschungsreaktoren auf niedriger angereichertes Uran ermöglichen, erfordern eine Diffusionsbarriere zwischen Brennstofffolie und umgebender Aluminium-Einhüllung. Das Aufbringen dieser Beschichtung ist eine der zentralen Herausforderungen bei der Fertigung derartiger Kernbrennstoffe. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Kathodenzerstäubungsverfahren weiterentwickelt und optimiert, sodass damit erstmals spezifikationskonforme Brennstoffplatten gefertigt werden konnten. Zwei dieser Platten wurden im Rahmen des EMPIrE-Tests erfolgreich bestrahlt. Das entwickelte Verfahren ist derzeit der weltweit flexibelste und leistungsfähigste Prozess zur Beschichtung von Brennstofffolien.Files
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Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Plasma- und festkörperphysikalische Optimierung eines Beschichtungsverfahrens für monolithische UMo-Kernbrennstoffe
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 501 p.
- Report number
- INIS-DE--2835
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 52081136
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S11: NUCLEAR FUEL CYCLE AND FUEL MATERIALS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ALUMINIUM; CLADDING; COATINGS; DENSITY; DIFFUSION BARRIERS; ENRICHED URANIUM; FABRICATION; FOILS; FUEL PLATES; OPTIMIZATION; RESEARCH REACTORS; SOLID STATE PHYSICS; SPECIFICATIONS; SPUTTERING; URANIUM-MOLYBDENUM FUELS
- Descriptors DEC
- ACTINIDES; ALLOY NUCLEAR FUELS; DEPOSITION; ELEMENTS; ENERGY SOURCES; FUEL ELEMENTS; FUELS; ISOTOPE ENRICHED MATERIALS; MATERIALS; METALS; NUCLEAR FUELS; PHYSICAL PROPERTIES; PHYSICS; REACTOR COMPONENTS; REACTOR MATERIALS; REACTORS; RESEARCH AND TEST REACTORS; SOLID FUELS; SURFACE COATING; URANIUM