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Uranium nitride and silicide composite fuels used to reduce fuel oxidation

  Na década de 1960, o programa nuclear espacial para o desenvolvimento de projetos de propulsão de reatores levou à exploração do mononitreto de urânio (ONU) como combustível. Desde então, a ONU ganhou força devido à sua condutividade térmica e densidade de urânio superiores em comparação com o UO2 padrão. Os reatores que usam sódio e chumbo como refrigerantes líquidos possuem a.   longa história com o combustível da ONU. Mais recentemente, uma combinação de urânio ONU e siliceto de urânio (U3Si2) emergiu como uma opção promissora de combustível para unidades de energia. Este combustível composto oferece maior tolerância e resiliência. No entanto, existem vários compostos de silicetos, como USi, USi2, USi3, U3Si, U3Si2 e U3Si5. Em vez disso, eles usam compósitos nitreto-silicieto, como o UN-U3Si5. O combustível UN-U3Si5, que apresenta uma fase físsil secundária com elevada densidade de urânio, tem despertado um interesse significativo. Neste estudo, comparamos o desempenho do UN-U3Si2 e UN-U3Si5 usando Kanthal APMT como revestimento.
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Uranium nitride and silicide composite fuels used to reduce fuel oxidation

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.3174172421065

  • Palavras-chave: Nitreto de uranio, siliceto de urânio, combustível tolerante a acidente, FRAPCON

  • Keywords: Uranium nitride, uranium silicide, accident tolerant fuel, FRAPCON

  • Abstract: In the 1960s, the space nuclear program for developing reactor propulsion designs led to uranium mononitride (UN) exploration as a fuel. Since then, the UN has gained traction because of its superior thermal conductivity and uranium density compared to standard UO2. Reactors using sodium and lead as liquid coolants have a.   long history with UN fuel. More recently, a combination of uranium UN and uranium silicide (U3Si2) has emerged as a promising fuel option for power units. This composite fuel offers enhanced tolerance and resilience. However, several silicide compounds exist, such as USi, USi2, USi3, U3Si, U3Si2, and U3Si5. Instead, they use nitride-silicide composites, such as UN-U3Si5. The UN-U3Si5 fuel, which features a secondary fissile phase with an elevated uranium density, has garnered significant interest. In this study, we compare the performance of UN-U3Si2 and UN-U3Si5 using Kanthal APMT as cladding.

  • Daniel de Souza Gomes
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