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dc.contributor.advisorAndrea Paesano Júniorpt_BR
dc.contributor.authorLongen, Fabio Rogeriopt_BR
dc.date.accessioned2018-04-11T17:38:56Z-
dc.date.available2018-04-11T17:38:56Z-
dc.date.issued2013pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2643-
dc.description.abstractThe main objective of this study was to supply information to establish a long term strategy for metallic nuclear fuel manufacture based on γ-U(Zr, M ) alloys where M = transition metal or rare-earth for compact PWR-type nuclear reactors. The present study investigated the phase stability in the U-Zr-Mo and U-Zr-Gd ternary systems, varying the zirconium or molybdenum concentration and zirconium or gadolinium concentration, respectively For this, U1-X(Zr1-YM Y)X metallic alloys (with X = 35 - 70 wt.% and Y = 3 13 wt.%) were melted in arc-furnace and heat treated at 950oC for 15 h, in an argon atmosphere. At the end of each heat treatment, the annealed samples were quenched in water at room temperature. After each preparation step, the alloys prepared were characterized by X-ray diffraction to identify the crystalline phases, and by optical microscopy, to determine the resulting microstructure. The U-Zr-Gd alloys were also characterized by Mössbauer spectroscopy. The results showed that the as-melted U-Zr-Mo samples solidified mostly in the γ-U(Zr, Mo) phase and had a very homogeneous microstructure. The uranium richest sample was the exception, which precipitated the α-U(Zr, Mo) phase besides the γ-U(Zr, Mo) phase. It was further verified that heat treatments followed by quenching promoted the partial decomposition of the γ phase in the δ and α phases, in amounts that depend on X. However, for the alloys of the U-Zr-Gd system, the results showed that the samples solidified mostly in the δ-U(Zr, Gd)2 phase. The uranium richest sample revealed a single crystalline phase, and was the first monophasic alloy of the U-Zr-Gd obtained to date.en
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Maringápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectCombustível nuclear metálicopt_BR
dc.subjectEspectroscopia Mössbauerpt_BR
dc.subjectDifração de raio xpt_BR
dc.subjectUrânio metálicopt_BR
dc.subjectMetal de transiçãopt_BR
dc.subjectTerra rarapt_BR
dc.subjectBrasil.pt_BR
dc.titleSíntese e caracterização de combustíveis nucleares metálicos do tipo U-Zr-Mo-Gdpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.referee1Luciano Pagano Júnior - CTM-ARAMAR/SP
dc.contributor.referee2Carlos Augusto Silva de Oliveira - UFSC
dc.contributor.referee3Victor Enrique Viscarra Ruiz - UEM
dc.contributor.referee4Flávio Francisco Ivashita - UEM
dc.description.resumoEste estudo teve como meta principal fornecer subsídios para o estabelecimento de uma estratégia de longo prazo na fabricação de combustíveis nucleares metálicos à base de ligas γ-U(Zr, M ) onde M = metal de transição ou terra-rara para reatores nucleares de potência do tipo PWR compactos. Neste sentido, o presente trabalho investigou a estabilidade de fases dos sistemas ternários U-Zr-Mo e U-Zr-Gd, variando as concentrações de zircônio ou molibdênio e zircônio ou gadolínio, respectivamente. Para tal, ligas metálicas de U1-X(Zr1-YM Y)X com X = 35 - 70 wt.% e Y = 3 13 wt.% - foram fundidas em forno a arco e, na sequência, tratadas termicamente na temperatura de 950oC, durante 15 h, em atmosfera de argônio. Ao fim de cada tratamento térmico, as amostras tratadas foram resfriadas rapidamente, em água à temperatura ambiente. Após cada etapa de preparação, procedeu-se à caracterização das ligas por difração de raios X, para identificação das fases cristalinas presentes, e por microscopia ótica, para determinação da microestrutura resultante. As ligas do sistema U-Zr-Gd também foram caracterizadas por espectroscopia Mössbauer no 155Gd. Os resultados mostraram que as amostras como-fundidas do sistema U-Zr-Mo solidificaram majoritariamente na fase γ-U(Zr, Mo), com uma microestrutura bastante homogênea. A exceção ficou por conta da amostra mais rica em urânio, que apresentou, além de γ-U(Zr, Mo), uma precipitação da fase α-U(Zr, Mo). Verificou-se, ainda, que os tratamentos térmicos seguidos de resfriamentos rápidos promoveram a decomposição parcial da fase γ em δ e α, em quantidades que dependem de X. Diferentemente para as ligas do sistema U-Zr-Gd, os resultados mostraram que as amostras como-fundidas solidificaram majoritariamente a fase δ-U(Zr, Gd)2. A amostra mais rica em urânio revelou uma única estrutura cristalina, constituindo a primeira liga monofásica até então conhecida do sistema ternário U-Zr-Gd.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUEMpt_BR
dc.subject.cnpq1Ciências Exatas e da Terrapt_BR
dc.publisher.localMaringá, PRpt_BR
dc.description.physical118 fpt_BR
dc.subject.cnpq2Físicapt_BR
dc.publisher.centerPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
Aparece nas coleções:3.5 Tese - Ciências Exatas (CCE)

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