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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 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
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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