Preparación y caracterización de absorbedores neutrónicos en matriz cerámica inerte basados en disprosia y alumina

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

Buenos Aires

Congreso; XXXVI Reunión Anual de la AATN; 2009

Dentro de los elementos pertenecientes a la serie de los lantánidos, uno de los más importantes por sus propiedades nucleares es el Disprosio. Este elemento tiene una sección eficaz de absorción de neutrones térmicos alta, por lo cual resulta ser un buen absorbedor de neutrones. El único compuesto de este elemento apto para uso nuclear es su óxido, la Disprosia (Dy2O3). Para la fabricación de Absorbedores Neutrónicos diluidos en una matriz inerte, por ejemplo, Alúmina (Al2O3) es de interés estudiar la viabilidad de la preparación de algún material cerámico basado en Disprosia y Alúmina. En el presente trabajo, se caracteriza una composición particular (44,5% en peso Dy2O3, 55,5% en peso Al2O3) en lo que respecta a la densidad geométrica, microestructura y fases presentes según rayos X. La elección de esta composición se debe a que esta estequiometría corresponde a la composición del eutéctico de menor temperatura del sistema disprosia-alúmina, permitiendo sintetizar el material cerámico a una temperatura relativamente baja, de aproximadamente 1700 °C en atmósfera de aire. Si se comparan los datos geométricos obtenidos tanto para la pastilla sinterizada como para la pastilla en verde, se comprueba que la contracción relativa es igual en todas direcciones, es decir, tanto en diámetro como en espesor es del orden de 17 %. A su vez, esto conlleva a una contracción en volumen de aproximadamente un 43 %. Lo que implica un aumento relativo de la densidad geométrica de ~ 70%. Si además se tienen en cuenta los datos aportados por la difracción de rayos X, resulta evidente la presencia de las dos fases correspondientes al sistema eutéctico de menor temperatura (Dy3Al5O12 y Al2O3). A partir de este hecho, se calcula una densidad teórica de referencia de ~ 5,2 g/cm3. En consecuencia, la densidad relativa a la teórica de la pastilla es de aproximadamente 92 %, demostrado la viabilidad del desarrollo propuesto. En un futuro cercano, se procederá a la irradiación de estas muestras para poder evaluar su comportamiento para uso nuclear.