Los efectos de la irradiación en la estructura y lixiviación de modelos de ceria SIMFUEL delgada pura y dopada preparados mediante deposición templada por polímero
Autores: Holdsworth, Alistair F.; Feng, Zizhen; Edge, Ruth; Waters, John P.; Halman, Alice M.; Collison, David; George, Kathryn; Natrajan, Louise S.; Denecke, Melissa A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Los efectos de la irradiación en la estructura y lixiviación de modelos de ceria SIMFUEL delgada pura y dopada preparados mediante deposición templada por polímero
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Nuclear
Palabras clave
Materiales peligrosos
Combustible nuclear gastado
Películas delgadas
Sistemas radiactivos
Irradiación
Lantánidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Al estudiar materiales peligrosos como el combustible nuclear gastado (SNF), la minimización de los volúmenes de muestra es esencial, junto con el uso de sustitutos químicamente similares cuando sea posible. Por ejemplo, el comportamiento a granel de la urania (UO) puede ser imitado por películas delgadas adecuadamente diseñadas de suficiente grosor, y materiales inactivos como la ceria (CeO) pueden ser utilizados para estudiar los efectos dentro de sistemas radiactivos utilizados para alimentar la fisión nuclear. Sin embargo, las propiedades de las películas delgadas son sensibles al método de preparación, muchos de los cuales requieren el uso de precursores altamente tóxicos y aparatos especializados (por ejemplo, deposición de vapor químico). Para abordar esto, presentamos el desarrollo de un método flexible, ajustable y escalable para la preparación de modelos de CeO SIMFUEL de película delgada con un grosor de ~5 m. Se exploraron los efectos de la irradiación (hasta 100 kGy) y dopantes, incluidos los lantánidos trivalentes (Ln) y partículas simulantes, sobre la estructura y la lixiviación a largo plazo de estos sistemas bajo condiciones de almacenamiento de SNF, junto con el contexto de esto en trabajos posteriores. Se encontró que la sensibilidad de las películas de CeO a la reducción tras la irradiación, particularmente en presencia de partículas simulantes, resultó en un aumento de la lixiviación de Ce (como Ce), mientras que los lantánidos trivalentes (Nd y Eu) tuvieron un efecto mínimo en la lixiviación de Ce.
Descripción
Al estudiar materiales peligrosos como el combustible nuclear gastado (SNF), la minimización de los volúmenes de muestra es esencial, junto con el uso de sustitutos químicamente similares cuando sea posible. Por ejemplo, el comportamiento a granel de la urania (UO) puede ser imitado por películas delgadas adecuadamente diseñadas de suficiente grosor, y materiales inactivos como la ceria (CeO) pueden ser utilizados para estudiar los efectos dentro de sistemas radiactivos utilizados para alimentar la fisión nuclear. Sin embargo, las propiedades de las películas delgadas son sensibles al método de preparación, muchos de los cuales requieren el uso de precursores altamente tóxicos y aparatos especializados (por ejemplo, deposición de vapor químico). Para abordar esto, presentamos el desarrollo de un método flexible, ajustable y escalable para la preparación de modelos de CeO SIMFUEL de película delgada con un grosor de ~5 m. Se exploraron los efectos de la irradiación (hasta 100 kGy) y dopantes, incluidos los lantánidos trivalentes (Ln) y partículas simulantes, sobre la estructura y la lixiviación a largo plazo de estos sistemas bajo condiciones de almacenamiento de SNF, junto con el contexto de esto en trabajos posteriores. Se encontró que la sensibilidad de las películas de CeO a la reducción tras la irradiación, particularmente en presencia de partículas simulantes, resultó en un aumento de la lixiviación de Ce (como Ce), mientras que los lantánidos trivalentes (Nd y Eu) tuvieron un efecto mínimo en la lixiviación de Ce.