bericht forschungs· und entwicklungsarbeiten im jahre ... - Bibliothek

ten in Zusammenarbeit mit der fndustrie abgewickelt.
Unsere Arbeiten fanden hierbei positive Beurteilung,
was sich in der Fortsetzung der Zusammenarbeit auch
für 1971 manifestierte.
Isostatisches Heißpressen
Es zeigte sich 1970 im verstärkten Maße, daß das von
uns in der BRD erstmalig eingesetzte Verfahren des
isostatischen Heißpressens sowohl von der einschlägigen
deutschen Industrie als auch von verwandten Forschungszentren
(Ispra und Mol) gerne und häufig in
Anspruch genommen wird, sei es zur Herstellung bestimmter
Werkstoffproben, sei es zur Einschätzung
seiner technologischen Relevanz ftir die Pulvermetallurgie.
6/00/72
Untersuchungen an UC und UN
(einsch/. modifiziertem Brennstoff)
(PSB-Titel 1124.11 a)
Zur Modifizierung" von UC im Sinne möglicher Ei-
"
genschaftsverbesserungen wird US benötigt, das über
UOS gewonnen werden soll. Die Untersuchungen zur
reproduzierbaren Herstellung von UOS wurden abgeschlossen.
Eine detaillierte Beschreibung des Verfahrens
ist zur Patent-Voranmeldung eingereicht worden;
ein zusammenfassender Bericht ist in Vorbereitung.
Die Untersuchungen zur Herstellung von US bzw.
U(C,S) sollen bis Mitte 1971 abgeschlossen werden
(PSB-Programm 1124.11 a, Auftrag IMF 1/70).
Oxydationsversuche an trockener Luft ergaben bei
W-haltigen UC-Proben schon bei 1 Gew.-% W in UC
eine geringere Oxydation des Materials als bei reinen
stöchiometrischen und "überstöch iometrischen" UC­
Proben. Out-of-pile Verträglichkeitsuntersuchungen
und ein Bestrahlungsversuch, der Aufschluß über das
Schwellverhalten geben soll, sind in Vorbereitung.
Eine Studie über das quasibinäre System Ue-W ist
abgeschlossen; eine Veröffentlichung dieser Arbeit ist
in Vorbereitung.
Die Arbeiten zur klein-technologischen Herstellung
von UN-Pellets (UN aus U+N 2 ) verschiedener Dichte
(85 bis >95 % TD) wurden entwicklungsmäßig abgeschlossen.
Ein zusammenfassender Bericht ist in Vorbereitung.
Nach diesem Verfahren wurden Brutstoffund
Isoliertabletten mit ca. 83 % TD für die Bestrahlungsversuche
DN 1 und DN 2 (PSB-Auftrag BEE
7/70), sowie Tabletten mit ca. 95 % TD für Verträglichkeitsuntersuchungen
unter Bestrahlung hergestellt.
Die Untersuchung zur Charakterisierung von
UN-Pulvern, die durch carbothermische Reduktion
von U0 2 unter Stickstoff hergestellt sind, und deren
Sinterverhalten sind begonnen worden. Diese Arbeiten
die in engem Kontakt mit der Nukem durchgefüh~t
werden, werden voraussichtlich auch 1972 mit
dem Ziel der Erarbeitung wirtschaftlicher Verfahren
zur Herstellung reproduzierbarer reiner UN-Pellets
weitergeführt.
Die Versuche zum Korrosionsverhalten gesinterter
UN-Pellets (>95 % TD) in Wasserdampf von Atmosphärendruck
bei 350 - 500°C, sowie einzelne Versuche
bei hÖheren Drucken und an kleinen Brennstabproben
mit definiertem Leck sind im wesentlichen
abgeschlossen. Ein zusammenfassender Bericht ist
vorgesehen.
Die Schmelzversuche zur reproduzierbaren Darstellung
definierter UN-, U(C, N)- und U(C, S)-Proben im
überdruc k- Lich tb ogen ofen sin d fo rtgesetzt worden.
Die Untersuchungen, insbesondere an UN und U(C,
N), können demnächst abgeschlossen werden. Da~eben
wurden wiederum zahlreiche Schmelzen verschiedener
metallischer und keramischer Werkstoffkombinationen
durchgeführt, die die Wünsche verschiedener
Institutionen (DEW, Battelle-Institut Frankfurt,
Techn. Hochschule Zürich, Universität Karlsruhe)
und Arbeitsgruppen der GfK berücksichtigen.
über die bisherigen Arbeiten des IM F auf dem Urannitrid-Gebiet,
die mehr als 20 Publikationen umfassen,
wurde zusammenfassend vorgetragen (4075).
Die Untersuchungen über die Verträglichkeit von UC
mit Hüllmaterialien wurden fortgesetzt. Glühungen
bei 800°C und 900°C ließen bei den verschiedenen
austenitischen Stählen im Kontakt mit leicht überstöchiometrischem
UC (C-Gehalt 4,85 - 4,90 Gew.- %)
karbid ische Ausscheidungen entlang den Korngrenzen
bis zu Tiefen von 300 - 600l1m erkennen. Bei
1.000°C fanden schon nach kurzer Zeit ("\/100 h) heftige
Reaktionen statt (4076, 4077).
Vanadinlegierungen mit Titangehalten bis zu
5 Gew.- % verhielten sich bei allen Temperaturen, vor
allem bei 1.000°C gegenüber dem UC stabiler als die
Stähle. Bei 800 0
und 900°C war nach 500 h nur eine
geringe Vanadindiffusion in den Brennstoff festzustellen,
bei 900°C nach 1.000 h waren Reaktionszonen
zwischen 5 und 20 11m zu erkennen. Bei 1.000°C entstanden
Zonen mit Tiefen von 30 bis 50 11m (4077).
Eine Stickstoffmodifizierung des Brennstoffs (Austausch
von Kohlestoffatomen im UC durch Stickstoffatome)
bringt bei den Stählen und den Vanadinlegierungen
eine Verbesserung des Verträglichkeitsverhaltens
zum indest bei den höheren Temperaturen
(>800°C). Bei 1.000°C waren die Reaktionen zwischen
den Stählen und U(C, N) wesentlich geringer als
mit UC (Abb. 1). Mit den Vanadinlegierungen genügte
schon ein geringer Stickstoffzusatz zum UC
(UCO,9NO,1), um die an UC bei 900° und. 1.000°C
beobachteten Reaktionen, zum VerschWinden zu
bringen (4077).
Nickelbasislegierungen reagieren schon bei 700°C
stark mit Uc. Eine Verbesserung war hier mit dem
Karbonitrid nicht festzustellen. Eisenbasislegierungen
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