[发明专利]一种核燃料芯块防氧化涂层及其制备方法

说明书

本发明属于核燃料防腐技术领域，涉及一种核燃料芯块防氧化涂层及其制备方法。所述的防氧化涂层位于所述的核燃料芯块的表面，其成分为聚碳硅烷。所述的防氧化涂层的制备方法依次包括如下步骤：(1)将所述的聚碳硅烷溶解于适宜的溶剂中形成聚碳硅烷的溶液；(2)将所述的核燃料芯块浸入所述的聚碳硅烷的溶液中，以使聚碳硅烷均匀包覆在所述的核燃料芯块外；(3)从所述的聚碳硅烷的溶液中取出所述的核燃料芯块并晾干。利用本发明的核燃料芯块防氧化涂层及其制备方法，既能够使制备得到的防氧化涂层有效防止核燃料芯块的氧化，又能够在制作和去除涂层过程中不对核燃料芯块的组成和性能造成影响。

技术领域

本发明属于核燃料防腐技术领域，涉及一种核燃料芯块防氧化涂层及其制备方法。

背景技术

金属氧化物核燃料在核反应堆中有广泛的应用，其中二氧化铀(UO₂)和混合氧化物(MOX)是典型代表。衡量金属氧化物核燃料芯块的指标中，氧金属比(O/M)是一项至关重要的指标，特别是对于亚化学计量二氧化铀(UO_2-x)燃料和铀钚MOX燃料。

但是，金属氧化物核燃料芯块在转运、储存和测试的过程中不可避免的要接触空气或水，研究表明在此过程中其会被空气(氧气)或水氧化，这对金属氧化物核燃料芯块的氧金属比有重要影响，甚至会导致金属氧化物核燃料芯块的氧金属比不合格。因此，需要在金属氧化物核燃料芯块表面制作一种保护层来隔绝空气或水，防止芯块的氧化。

防止金属氧化物核燃料芯块表面氧化的传统工艺是在核燃料芯块表面镀镍，但这只在不考虑核燃料芯块继续使用的情况下可以适用，如果核燃料芯块要继续使用，那么镍层必须去除。去除镍层需要酸洗，这对核燃料芯块的指标中氧金属比和杂质含量的影响都是致命的。

因此，需要寻求一种新的金属氧化物核燃料芯块涂层，使其既能够有效防止核燃料芯块氧化，又能够在制作和去除涂层过程中不对核燃料芯块造成影响。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种核燃料芯块防氧化涂层，以既能够有效防止核燃料芯块的氧化，又能够在制作和去除过程中不对核燃料芯块的组成和性能造成影响。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种核燃料芯块防氧化涂层，其中所述的防氧化涂层位于所述的核燃料芯块的表面，其成分为聚碳硅烷

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种核燃料芯块防氧化涂层，其中所述的防氧化涂层的厚度为10-80μm。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种核燃料芯块防氧化涂层，其中所述的聚碳硅烷的分子量为1400-2000。

本发明的第二个目的是提供如上所述核燃料芯块防氧化涂层的制备方法，以既能够使制备得到的防氧化涂层有效防止核燃料芯块的氧化，又能够在制作和去除涂层过程中不对核燃料芯块造成影响。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供如上所述核燃料芯块防氧化涂层的制备方法，所述的制备方法依次包括如下步骤：

(1)将所述的聚碳硅烷溶解于适宜的溶剂中形成聚碳硅烷的溶液；

(2)将所述的核燃料芯块浸入所述的聚碳硅烷的溶液中，以使聚碳硅烷均匀包覆在所述的核燃料芯块外；

(3)从所述的聚碳硅烷的溶液中取出所述的核燃料芯块并晾干。

在一种优选的实施方案中，本发明提供如上所述核燃料芯块防氧化涂层的制备方法，其中步骤(1)中，所述的适宜的溶剂选自石油醚、环己烷、甲苯、二甲苯中的一种或几种的组合。

在一种优选的实施方案中，本发明提供如上所述核燃料芯块防氧化涂层的制备方法，其中步骤(1)中，所述的聚碳硅烷的溶液的浓度为0.1-0.3g/ml。