RESUMENLos elementos combustibles dispersos fabricados con partículas de U 3 Si 2 inmersas en una matriz de Al puro han mostrado a lo largo de los años un comportamiento muy estable bajo irradiación, en particular, en una configuración conocida como tipo placa. Estos combustibles han sido, o están siendo, usados para disminuir el enriquecimiento del U del núcleo de un gran número de reactores de investigación en todo el mundo sin que esto comprometa su rendimiento. En este sentido, resulta lícito extender este buen comportamiento a los compuestos formables por interdifusión entre el siliciuro y el Al durante la fabricación.Por otro lado, en estos últimos años se ha invertido un gran esfuerzo en calificar un combustible de mayor densidad como lo son las aleaciones U(Mo). Con este objetivo, placas o miniplacas con núcleos formados por partículas de U(Mo) dispersas en una matriz de Al(Si) están siendo estudiadas internacionalmente. Los estudios post-irradiación realizados sobre placas que atravesaron satisfactoriamente los ensayos de irradiación, junto con placas de referencia analizadas luego del proceso de fabricación, mostraron que este buen comportamiento está asociado a la formación (durante la fabricación) de una zona de interacción formada por fases ricas en Si ubicada rodeando a las partículas de U(Mo).En este trabajo, dos placas fabricadas con partículas U 3 Si 2 dispersadas en una matriz de Al puro fueron estudiadas luego del proceso de fabricación mediante microscopías óptica y electrónica de barrido, microanálisis dispersivo en longitud de onda y difracción de rayos X. Los resultados muestran la formación del compuesto U(Al,Si) 3 junto con otra fase de igual estructura cristalina que el compuesto U 3 Si 2 pero con diferente volumen de celda. Esta información resultaría importante para la calificación del U(Mo) a la hora de seleccionar la matriz Al(Si) que promueva la formación de lo que podría considerarse "una zona de interacción adecuada".Palabras clave: Combustibles nucleares, uranio, identificación de fases. ABSTRACTFuel elements based on U 3 Si 2 particles dispersed in a pure Al matrix (known as dispersion fuel element) are known to be very stable under irradiation, in plate type configurations. For this reason, they were or are being used to convert to low enriched uranium a large number of research reactors without significant loss in performance. According to this statement it is perfectly lawful to extend this good irradiation performance to
RESUMEN Las aleaciones U(Mo) se estudian para su aplicación como combustibles en reactores de investigación. Durante la fabricación e irradiación de elementos combustibles dispersos se crea, por interdifusión, una zona de interacción (ZI) entre el U(Mo) y el Al de la matriz. Resultados de irradiaciones pusieron de manifiesto el mal comportamiento bajo irradiación de la ZI surgiendo, como principal solución, el agregado de Si a la matriz de Al. Diversas experiencias realizadas fuera de reactor en pares de difusión U(Mo)/Al(Si) muestran que las fases identificadas formando la ZI son: U(Al,SI)3, U3Si5, USi2, USi2-x, Al20Mo2U y/o Al43Mo4U6. En algunos casos, el compuesto U3Si5 fue identificado asumiendo un corrimento en su parámetro de red, el cual sería justificable si este compuesto aceptara cierto porcentaje de Al en solución. Sin embargo, a pesar de que el sistema ternari Al-Si-U ha sido estudiado en profundidad, no existen resultados experimentales previos que permitan correlacionar corrimiento de parámetros de red con la solubilidad de Al en las fases U3Si5, USi2 y USi2-x. Con el objetivo de estudiar el sistema ternario Al-Si-U en el entorno de concentraciones de las fases de U3Si5, USi2 y USi2-x, se fabricaron 10 aleaciones. Nueve de elaas fueron tratadas isotérmicamente a 550ºC y caracterizadas microestructuralmente. La observación de agujas características de una transformación displaciva en aleaciones en el entorno del compuesto U3Si5 evidenció la necesidad de analizar las distintas transformaciones que ocurren durante el enfriamiento utilizando una técnica dinámica de identificación de transformaciones (calorimetría diferencial de barrido). En esta nueva etapa, las aleaciones fueron ensayadas en el calorímetro empleando dos velocidades de calentamiento/enfriamiento (± 1 ºC/min y ± 10 ºC/min). Se determinaron las temperaturas de transformación y se estimó la entalpía de formación de compuestos, Una vez finalizados los ensayos las muestras fueron caracterizadas microestructuralmente
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