Комплексное влияние добавок титана и гадолиния на кислородный потенциал и структуру дефектов диоксида урана

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

Методом ЭДС твердоэлектролитной гальванической ячейки типа (U, Gd, Ti)O2+x | ZrO2(Y2O3) | Ni-NiO в температурном интервале от 800 до 1050°C проведено измерение кислородного потенциала диоксида урана, легированного оксидами гадолиния и титана, в диапазоне отношений O/U от 2.02 до 2.30. Кислородный потенциал уменьшился в результате легирования гадолинием и титаном и оказался меньше, чем при легировании как оксидом гадолиния, так и оксидом титана по отдельности. Подобный эффект одновременного легирования Gd и Ti связан с тем, что в области засти-хиометрии сосуществуют дефекты, возникающие как при легировании оксидом титана, так и оксидом гадолиния. При составе, близком к стехиометрическому, доминируют электронные дефекты.

Авторлар туралы

A. Bazhenov

National Research Nuclear University “MEPhI”

Email: baa9mephi@yandex.ru
Kashirskoe sh., 31, Moscow, 115409 Russia

A. Tenishev

National Research Nuclear University “MEPhI”

Kashirskoe sh., 31, Moscow, 115409 Russia

V. Mikhaychik

National Research Nuclear University “MEPhI”

Kashirskoe sh., 31, Moscow, 115409 Russia

D. Shornikov

National Research Nuclear University “MEPhI”

Kashirskoe sh., 31, Moscow, 115409 Russia

V. Chernyakova

National Research Nuclear University “MEPhI”

Kashirskoe sh., 31, Moscow, 115409 Russia

Әдебиет тізімі

  1. Amato I., Colombo R.L., Balzari A.P. Grain Growth in Pure and Titania-Doped Uranium Dioxide // J. Nucl. Mater.1966. V. 18. P. 252–260. https://doi.org/10.1016/0022-3115(66)90166-8
  2. Ainscough J.B., Rigby F., Osborn S.C. The Effect of Titania on Grain Growth and Densification of Sintered UO2 // J. Nucl. Mater.1974. V. 52. P. 191–203. https://doi.org/ 10.1016/0022-3115(74)901676
  3. Radford K.C., Pope J.M. UO2 Fuel Pellet Microstructure Modification Through Impurity Additions // J. Nucl. Mater. 1983. V. 116. P. 305–313 https://doi.org/10.1016/0022-3115(83)90116-2
  4. Matsui T., Naito K. Electrical Conductivity Measurement and Thermogravimetric Study of Lanthanum-Doped Uranium Dioxide // J. Nucl. Mater.1986. V. 138. P. 19. https://doi.org/10.1016/0022-3115(86)90249-7
  5. Matsui T., Naito K. Electrical Conductivity Measurement and Thermogravimetric Study of Pure and Niobium-Doped Uranium Dioxide // J. Nucl. Mater. 1985. V. 136. P. 59. https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90030-3
  6. Matsui T., Naito K Oxygen Potentials of UO2+x and (Th1–yUy)O2+x // J. Nucl. Mater. 1985. V. 132. P. 212. https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90366-6
  7. Matsui T., Naito K. Existence of Hypostoichiometric Chromium Sesquioxide at Low Oxygen Partial Pressures // J. Nucl. Mater. 1985. V. 136. P. 78. https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90032-7
  8. Cooper M.W. D., Stanek C.R., Andersson D.A. The Role of Dopant Charge State on Defect Chemistry and Grain Growth of Doped UO2 // Acta Mater. 2018. V. 150. P. 403. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.02.020
  9. Dudney N.J., Coble R.L., Tuller H.L. Electrical Conductivity of Pure and Yttria-doped Uranium Dioxide // J. Am. Ceram. Soc. 1981. V. 64. P. 627. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1981.tb15859.x
  10. Fujino T., Tateno J., Tagawa H. Thermodynamics of MgyU1–yO2+x by EMF Measurements. I. Properties at High Magnesium Concentrations// J. Solid State Chem. 1978. V. 24. P. 11. https://doi.org/10.1016/S0022-4596(78)90179-2
  11. Une K., Oguma M. Thermodynamic Properties of Nonstoichiometric Urania-gadolinia Solid Solutions in the Temperature Range 700–1100°C // J. Nucl. Mater. 1982. V. 110. P. 215. https://doi.org/10.1016/0022-3115(82)90149-0
  12. Une K., Oguma M. Oxygen Potential of U0.96Gd0.04O2 (UO2–3 wt% Gd2O3) Solid Solution // J. Nucl. Mater. 1985. V. 131. P. 88. https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90428-3
  13. Une K., Oguma M. Oxygen Potentials of (U, Gd)O2±x Solid Solutions in the Temperature Range 1000–1500°C // J. Nucl. Mater. 1983. V. 115. P. 84. https://doi.org/10.1016/0022-3115(83)90345-8
  14. Aronson S., Clayton J.C. Thermodynamic Properties of Nonstoichiometric Urania-Zirconia Solid Solutions // J. Chem. Phys. 1961. V. 35. P. 1055. https://doi.org/10.1063/1.1701180
  15. Tsuji T., Matsui T., Abe M., Naito K. Oxygen Potential, Electrical Conductivity and Defect Structure of Titanium-Doped Uranium Dioxide // J. Nucl. Mater. 1989. V. 168. P. 151. https://doi.org/10.1016/0022-3115(89)90576-X
  16. Lee J., Lee D.W., Jeong H., Park J., Park S., Kim J., Kim J.Y., Lim S.H. Influence of Nd Doping on the Structural and Electrochemical Properties of Uranium Dioxide // J. Nucl. Mater. 2024. V. 593. P. 154976. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2024.154976
  17. Yasutoshi S. Nonstoichiometry in Uranium Dioxide // J. Nucl. Mater. 1974. V. 51. P. 112. https://doi.org/10.1016/0022-3115(74)90121-4
  18. Kiukkola K., Wagner C. Measurements on Galvanic Cells Involving Solid Electrolytes // J. Electrochem. Soc. 1957. V. 104. P. 379. https://doi.org/10.1149/1.2428586
  19. Charette G.G., Flengas S.N. Thermodynamic Properties of the Oxides of Fe, Ni, Pb, Cu, and Mn, by EMF Measurements // J. Electrochem. Soc. 1968. V. 115. P. 796. https://doi.org/10.1149/1.2411434
  20. Willis B.T.M. The Defect Structure of Hyper-Stoichiometric Uranium Dioxide // Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 1978. V. 34. P. 88. https://doi.org/10.1107/S0567739478000157
  21. Matsui T., Naito K. Electrical Conductivity, Ovygen Potentials and Defect Structures of Pure UO2+v and UO2+v Doped with Various Cations // J. Less-Common Met. 1986. V. 121. P. 279. https://doi.org/10.1016/0022-5088(86)90542-4

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025