Fabricación de compuestos disprosia-alúmina y gadolinia-alúmina para uso nuclear

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

Puerto Iguazú

Conferencia; SAM-CONAMET 2013; 2013

Tanto el disprosio (Dy) como el gadolinio (Gd) presentan propiedades útiles en el campo nuclear como absorbentes de neutrones. En particular, se está estudiando la posibilidad de utilizarlos en elementos combustibles nucleares, el Dy para Atucha II y el Gd para el proyecto CAREM. Una de las posibles maneras de aprovechar las características especiales de estos elementos sería utilizar una combinación de pastillas de UO2 y de pastillas de los óxidos de las tierras raras antes mencionadas (la disprosia, Dy2O3 y la gadolinia, Gd2O3) en el armado de dichos elementos combustibles. Conociendo tanto el óptimo comportamiento de la alúmina frente a irradiación como las altas temperaturas de fusión de la disprosia y la gadolinia, se fabricaron pastillas de estos óxidos utilizando el agregado de alúmina (marca Alcoa, tipo A16) como ayuda al sinterizado en estado sólido. De esta manera, se logró sinterizarlas a temperaturas tan bajas como 1700 °C en atmósfera de aire. Se prepararon dos composiciones: (a) 93wt% Dy2O3 - 7wt% Al2O3 y (b) 90,5wt% Gd2O3 - 9,5wt% Al2O3. Se caracterizaron las muestras resultantes determinando la densidad geométrica, la microestructura en un microscopio electrónico de barrido y las fases presentes mediante difracción de rayos X. Se discuten la formación de fases y las densificaciones observadas para cada una de las composiciones mencionadas.