Fabricación y caracterización de pastillas combustibles de (U, Gd)O_2 nanoparticulado obtenido por coprecipitación inversa.

En el marco de los combustibles de dióxido de Uranio con Gadolinio como veneno quemable, que utilizará el reactor CAREM y las mejoras físico-químicas que presentan los combustibles nano partículados, se fabricaron y caracterizaron pastillas de UO_2 con 0, 4, 8, 10 y 15% en peso de Gd_2O_3. Las mismas fueron compactadas a 210, 310 y 420 MPa, con y sin pre- compactación y posterior granulación. Los polvos combustibles utilizados para la fabricación, contaban con un tamaño medio de partícula entre 100 y 200 nm y fueron obtenidos por el método de co-precipitación en fase inversa. La fabricación de las pastillas se realizó en tres etapas: (1) Síntesis del polvo combustible, (2) fabricación de pastillas combustibles en verde y (3) fabricación de pastillas combustibles sinterizadas. La caracterización de los polvos de combustible se realizó mediante análisis de difracción de rayos X y microscopia electrónica de transmisión. Las pastillas combustibles fueron caracterizadas estudiando la densidad antes y después del proceso de sinterización, la porosidad abierta y cerrada, la variación de masa y la contracción dimensional debido al sinterizado, la microdureza y las características ceramográficas (tamaño de grano y de poro) utilizando microscopia óptica y electrónica de barrido. Por último se caracterizaron algunas pastillas que fueron sometidas a un proceso de re- sinterizado a 1750°C durante 24 h. La pastilla con 8% en peso de Gd_2O_3, de interés directo para su uso en el reactor CAREM, se obtuvo con una densidad 96,5±0,5 %DT, presentando granos de unos 9,5±0,4 µm y poros redondeados, homogéneamente distribuidos, con un tamaño promedio de 1,9±0,4 µm. El proceso de re-sinterizado sobre esta pastilla arrojó que la misma se densificó alrededor de un 0,7%