Моделирование и исследование процесса плазмохимического синтеза оксидных композиций для дисперсионного уран-ториевого ядерного топлива

Сопыряев, Владислав Вадимович Отделение ядерно-топливного цикла (ОЯТЦ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Керамическое ядерное топливо из диоксида урана, обогащенное по изотопу уран-235, наряду с несомненными достоинствами имеет и существенные недостатки: хрупкость, низкая теплопроводность, которая по температуре плавления ограничивает удельную мощность реактора, короткий период использования (до 3-5 лет), невозможность создания энергетических установок сверхмалой и малой мощности, ограниченный ресурс изотопа уран-235, большие расходы на переработку отработавшего ЯТ.
Одним из перспективных направлений дальнейшего развития атомной энергетики является использование дисперсионного ЯТ, в котором включения из делящихся металлов (уран, торий, плутоний) в виде гранулированных оксидных композиций размещают в матрице, имеющей высокий коэффициент теплопроводности.

В настоящее время перспективность научного исследования
определяется не столько масштабом открытия, оценить которое на первых
этапах жизненного цикла высокотехнологического и ресурсоэффективного
продукта бывает достаточно трудно, сколько коммерческой ценностью
разработки. Оценка коммерческой ценности разработки является
необходимым условием при поиске источников финансирования для
проведения научного исследования и коммерциализации его результатов. Это
важно для разработчиков, которые должны представлять состояние и
перспективы проводимых научных исследований.
Необходимо понимать, что коммерческая привлекательность научного
исследования определяется не только превышением технических параметров
над предыдущими разработками, но и тем, насколько быстро разработчик
сумеет найти ответы на такие вопросы – будет ли продукт востребован
рынком, какова будет его цена, каков бюджет научного проекта, какой срок
потребуется для выхода на рынок и т.д.
Таким образом, целью раздела «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» является проектирование и
создание конкурентоспособных разработок, технологий, отвечающих
современным требованиям в области ресурсоэффективности и
ресурсосбережения. Достижение цели обеспечивается решением задач:
• оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований;
• планирование научно-исследовательских работ;
• расчет бюджета научно-технического исследования;
• определение ресурсной, финансовой, бюджетной эффективности
исследования.
Цель работы – расчет и оптимизация процесса прямого синтеза в
воздушной плазме топливных оксидных композиций «UO2–ThO2–MgO» для
уран-ториевого дисперсионного ядерного топлива из водно-органических
нитратных растворов, включающих водные нитратные растворы делящихся
металлов (уран, торий) и металл матрицы (магний), а также органический
компонент.

В разделе «Социальная ответственность» были рассмотрены правовые
и организационные вопросы обеспечения безопасности при работе на
установке ВЧФ-плазмотрона, проведен анализ вредных и опасных
производственных факторов. К таковым относятся отклонение показателей
микроклимата, недостаточная освещенность, повышенный уровень шума,
повышенный уровень электромагнитных излучений, поражение
электрическим током. Обоснованы мероприятия по снижению уровней
воздействия вредных и опасных факторов на исследователя. Рассмотрены
вопросы экологической безопасности и безопасности в чрезвычайных
ситуациях. Наиболее вероятной чрезвычайной ситуацией является
возникновение пожара вследствие короткого замыкания токоведущих частей.
Разработан порядок действия в результате возникновения чрезвычайной
ситуации и меры по ликвидации её последствий.
Грамотное соблюдение норм и правил, приведенных в нормативных
документах, позволяет снизить воздействие вредных и опасных факторов на
окружающую среду и организм человека при работе над научно-
исследовательским проектом.
ВЫВОДЫ
1. С учетом результатов проведенного обзора литературы и анализа
методов раздельного и совместного получения оксидных композиций
рекомендован их плазмохимический синтез из диспергированных водно-
органических нитратных растворов металлов, включающих делящиеся
металлы, металл матрицы и органический компонент.
2. По результатам проведенных теплотехнических расчетов
установлены закономерности влияния органического компонента (ацетон) на
показатели горючести водно-органических нитратных растворов и
определены составы растворов ВОНР, обеспечивающие энергоэффективный
синтез оксидных композиций «UO2-ThO2-MgO» заданного состава.
3. В результате проведенного термодинамического моделирования
процесса плазменной переработки растворов ВОНР в широком диапазоне
температур (300÷4000) К установлены закономерности влияния массовой
доли воздушного теплоносителя на состав образующихся продуктов,
проведена оценка энергозатрат на процесс и определены условия,
обеспечивающие в воздушной плазме плазмохимический синтез оксидных
композиций «UO2-ThO2-MgO» заданного состава.
4. Проведены экспериментальные исследования процесса синтеза
оксидных композиций «UO2-ThO2-MgO» в воздушно-плазменном потоке из
диспергированных растворов ВОНР, включающих неодим (вместо урана) и
церий (вместо тория) и исследованы физико-химические и технологические
свойства полученных образцов порошков. Установлены закономерности
влияния массовой доли матрицы (оксид магния) на размер образующихся
кристаллитов в составе оксидных композиций «Nd2O3-Ce2O3-MgO». Показано,
что плазменная переработка диспергированных растворов ВОНР в воздушно-
плазменном потоке позволяет осуществлять плазмохимический синтез
наноразмерных порошков оксидных композиций с высокими физико-
химическими и технологическими свойствами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты проведенных исследований могут быть использованы для
создания энергоэффективной технологии плазмохимического синтеза из
диспергированных водно-органических нитратных растворов наноразмерных
оксидных композиций для уран-ториевого и других типов дисперсионного
ядерного топлива.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Разработка спектрометра фотонного излучения на основе pin-фотодиода
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)