Metallic fuels were produced through arc-melting. As-cast phases, microstructuresand selected mechanical properties were investigated for UZr,U-Th, and U-Th-Zr systems. For each system, two compositions wereinvestigated, with approximately 5 at. % and 20 at. % solute material, for atotal of six alloys. As-cast alloy microstructures were assessed in the contextof their equilibrium systems and compared to relevant published works whereapplicable. Mechanical testing revealed increased hardness with increasingsolute concentration, compared to the reference materials. The results supportthe conclusion that solid solution strengthening is the primary mechanismenabling this change in each binary system.Additionally, (U,Zr)N fuel was synthesized. This work exemplified aprocess to produce fuel with a homogeneous distribution of zirconium in thefuel matrix, thus representing a simulated burn-up distribution of zirconium.Refinements can be made to further improve this process in future work. Thesefindings will support a broader separate effects testing campaign underway bythe SUNRISE centre / Metalliska bränslen framställdes genom bågsmältning. Som gjutna faser,mikrostrukturer och utvalda mekaniska egenskaper undersöktes för U-Zr-, UTh-och U-Th-Zr-system. För varje system undersöktes två sammansättningar,med cirka 5 at. % och 20 at. % löst material, för totalt sex legeringar.Mikrostrukturer av gjutna legeringar diskuterades i samband med derasjämviktssystem och jämfördes med literattur. Mekanisk testning visadeökad hårdhet med ökad halt lösta atomer, jämfört med råvarorna. Denprimära mekanismen som möjliggör denna förändring föreslogs vara solidlösningsförstärkning.Vidare syntetiserades (U,Zr)N-bränsle. Detta arbete exemplifierade enprocess för att producera bränsle med en homogen fördelning av zirkoniumi bränslematrisen, vilket representerar en simulerad utbränningsfördelning avzirkonium. Denna process kan förbättras. Resultaten stödjer en bredare separateffekttestningskampanj som SUNRISE-centret arbetar med.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-348113 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Bullock, Kaitlyn |
| Publisher | KTH, Fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:063 |
Page generated in 0.0023 seconds