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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Física (Acadêmico)

Título [PT]: Síntese e caracterização de ligas de urânio U-Zr-Nb
Autor(es): Ailton da Silva Ferreira
Palavras-chave [PT]:

Ligas de urânio. Combustível nuclear metálico. Reatores nucleares.

Andrea Paesano Júnior [Orientador] - UEM Naira Maria Balzaretti - UFRGS Ary de Araújo Rodrigues Júnior - UEM

Resumo: Este 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 do tipo γ-(U, M', M") - onde M' e M" = metais de transição - para reatores nucleares de potência do tipo PWR compactos. Neste sentido, ligas metálicas de U-X(83Zr-17Nb) - com X = 38 - 60 wt.% - foram fundidas em forno a arco e, na sequência, tratadas termicamente em diferentes atmosferas e temperaturas. 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 eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva, para determinação da microestrutura resultante. Os resultados mostraram que as amostras como-fundidas solidificaram majoritariamente na fase γ-(U, Zr, Nb), com uma microestrutura bastante homogênea. A exceção ficou por conta da amostra mais rica em zircônio, que apresentou, além de γ-(U, Zr, Nb), uma macrosegregação da fase ß-Zr. Verificou-se, ainda, que os resfriamentos rápidos produziram a fase martensita (α") e promoveram decomposição parcial da fase γ em δ e α, em quantidades que dependem de X. Além disto, o contorno de grão resultou mais bem definido, com a formação de precipitados irregulares nos próprios contornos e, também, dentro dos grãos. Abstract: The main objective of this investigation was to provide subsidies to establish a long lasting strategy in the fabrication of metallic nuclear fuels based on alloys of the γ-(U, M', M") type - with M' and M" = transition metals - for nuclear power reactors of the compact PWR kind. In this sense, U-X(83Zr-17Nb) metallic alloys - with X = 38 - 60 wt.% - were arc melted and, in sequence, heat treated at different atmospheres and temperatures. At the end of the heat treatment, the annealed samples were quenched in water to room temperature. After each preparation step, the samples were characterized by X-ray diffraction - to identify the present crystalline phases - and by scanning electron microscopy or dispersive energy spectroscopy, to determine the resulting microstructure. The results showed that the as-melted samples crystallized mostly with the γ-(U, Zr, Nb) phase, presenting a considerably homogeneous microstructure. The exception was on account of the zirconium richest sample which revealed, besides the γ-(U, Zr, Nb) phase, a macro segregation of the ß-Zr phase. It was further observed that the quenching procedures originated a martensite phase (α") and induced the partial decomposition of the γ phase in the δ e α phases, in relative amounts that depended on X. In addition, the quenching produced a better-shaped grain boundary, with irregular precipitates along the boundaries and inside the grains.

Idioma: Português Data de Publicação: 2011 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Andrea Paesano Júnior Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Física Nível: Dissertação (mestrado em Física)/ UEM: Pós-Graduação em Física

Responsavel: inez
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Ailton da Silva Ferreira 2011.pdf
Tamanho: 5548 Kb (5681140 bytes)
Criado: 10-04-2012 09:48
Atualizado: 13-04-2012 13:55
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