Свойства оксида урана, КТР закиси-окиси
Теплофизические свойства диоксида урана UO2 теоретической плотности
Даны свойства оксида урана UO2 теоретической плотности, который применяется в качестве топлива в ядерных реакторах. Свойства указаны в таблице для твердого и жидкого состояния диоксида в зависимости от температуры в диапазоне: для твердого оксида от 0 до 2800°С, для жидкой двуокиси — от 2850 до 5600°С.
В таблице приведены следующие свойства оксида урана UO2: плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, коэффициент объемного расширения. Для жидкой двуокиси урана дополнительно даны также значения динамической вязкости, коэффициента поверхностного натяжения и давления.
При температуре 2850°С диоксид урана начинает плавится и переходит в жидкую фазу. Его теплота плавления составляет величину 277 кДж/кг. Температура кипения жидкого диоксида урана равна 3640°С, а теплота испарения 1530 кДж/кг.
По данным таблицы видно, что с увеличением температуры диоксида урана его плотность уменьшается. Уменьшается также значение теплопроводности оксида в твердом состоянии, в жидком состоянии его теплопроводность растет. Твердый диоксид урана значительно сильнее расширяется при нагревании, чем жидкий и имеет большую величину удельной теплоемкости при температуре, близкой к точке плавления.
Свойства спеченных смесей двуокиси урана с различными компонентами
В таблице представлены свойства (при 300 К) некоторых спеченных смесей двуокиси урана с различными компонентами такими, как оксид бериллия, тория и алюминий. Свойства даны в зависимости от состава смеси. Приведены следующие свойства смеси: плотность, содержание урана в одном кубометре смеси, удельная массовая теплоемкость, теплопроводность.
Следует отметить высокую теплопроводность оксида бериллия, который имеет также достаточно низкую плотность и хорошую теплоемкость.
Примечание: плотность дана в размерности тонна на кубометр, например плотность смеси, содержащей 100% двуокиси урана UO2 составляет величину 10970 кг/м3.
Свойства спеченных смесей двуокиси урана с графитом
В таблице даны свойства спеченных смесей двуокиси урана с графитом. Свойства приведены при содержании графита в смеси от 0 до 100%. Представлены следующие свойства смеси (при комнатной температуре): плотность, содержание урана в одном кубометре смеси, удельная массовая теплоемкость, теплопроводность, коэффициент температурного расширения (КТР).
Примечание: плотность в таблице указана в размерности тонна на кубометр, например, плотность смеси, содержащей 100% графита равна 1700 кг/м3.
Теплопроводность двуокиси урана с добавками окиси иттрия
В таблице представлены значения теплопроводности двуокиси урана UO2, спеченной с добавками окиси иттрия Y2O3. Теплопроводность дана в диапазоне температуры от 100 до 1400°С, в размерности Вт/(м·град).
Следует отметить, что при увеличении температуры смеси оксидов ее теплопроводность уменьшается, а добавление оксида иттрия приводит к снижению теплопроводности смеси.
Теплопроводность композиций на основе UO2, полиэтилена и сажи
В таблице даны значения теплопроводности чистого полиэтилена и композиций полиэтилена с добавлением диоксида урана, содержанием 20% по массе, а также добавки сажи (углерода) в таком же количестве. Теплопроводность в таблице указана дана в интервале температуры от 0 до 90°С, в размерности Вт/(м·град).
КТР композиций на основе закиси-окиси урана U3O8, полиэтилена и сажи
В таблице приведены коэффициенты линейного теплового расширения (КТР) композиций на основе закиси-окиси урана U3O8, полиэтилена и сажи в интервале температуры 283…333 К. Даны средние значения КТР в зависимости от состава композиции и содержания в ней закиси-окиси урана.
Источники:
1. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967. — 474 с.
2. Кириллов П.Л., Богословская Г.П. Теплообмен в ядерных энергетических установках: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 2000. — 456 с.