Fabricación de absorbentes neutrónicos en matriz inerte

D. RODRIGUEZ ; M.T. MALACHEVSKY; H. LESTANI; S. LEIVA; E. OLIBER; C.D'OVIDIO

Santa Fe

Congreso; SAM/IBEROMET 2014; 2014

SAM

Los absorbentes de neutrones o venenos neutrónicos son elementos con una sección eficaz de captura de neutrones muy alta que se utilizan en los reactores nucleares para controlar el exceso de reactividad en lugar de las barras de control. Si estos materiales al capturar neutrones se convierten en materiales de sección eficaz de captura relativamente baja, se van consumiendo durante la vida del reactor y se denominan quemables. El óxido de circonio es uno de los candidatos preferidos para su uso como matriz inerte por su estabilidad ante irradiación y su compatibilidad con los materiales de los reactores. La circonia tiene tres fases polimórficas: monoclínica hasta 1443 K, tetragonal hasta 2643 K y cúbico hasta su fusión a los 2953 K. Es imposible fabricar pastillas monofásicas debido a estas transformaciones de fase que ocurren durante el enfriamiento. Por eso se estabiliza la fase cúbica mediante el agregado de pequeñas cantidades de dopantes como la Y2O3. Nos interesa la fase cúbica ya que esta es isomorfa con el óxido de uranio. La circonia estabilizada no se amorfiza bajo irradiación y además de experimentar un swelling despreciable. Debido a su semejanza química con el Y2O3, tanto la disprosia (Dy2O3) como la gadolinia (Gd2O3) tienden a estabilizar la fase cúbica de la circonia, que unido a la alta sección eficaz del disprosio y el gadolinio los convierten en unos buenos candidatos a absorbedores neutrónicos quemables. En este trabajo se presentaran los primeros estudios de análisis térmico para diferentes composiciones dentro de los diagramas de fase del ZrO2 - Gd2O3 y TiO2 - Dy2O3. Para ello se ha utilizado un STA capaz de alcanzar los 2673 K y un dilatómetro de 3073 K, ambos de la marca Netzsch.