ICS27.120.30 F46 中华人民共和国国家标准 GB/T25452—2010 重 水堆核电厂燃料元件用烧结天然 二氧化铀芯块技术条件 Specificationforsinterednaturaluraniumdioxidepellets forPHWRplant 2010-11-10发布 2011-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准的附录A为规范性附录,附录B为资料性附录。 本标准由中国核工业集团公司提出。 本标准由全国核能标准化技术委员会归口。 本标准起草单位:中核北方核燃料元件有限公司。 本标准主要起草人:李银些、范春生、迟新国、朱亚静、王军。 ⅠGB/T25452—2010 重水堆核电厂燃料元件用烧结天然 二氧化铀芯块技术条件 1 范围 本标准规定了重水堆核电厂燃料元件用烧结天然二氧化铀芯块的技术要求、检验方法、检验规则和 包装、贮存、运输、标志等要求。 本标准适用于重水堆核电厂燃料元件用烧结天然二氧化铀芯块。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB11806 放射性物质安全运输规定 3 技术要求 3.1 化学要求 3.1.1 氧铀比 氧铀比为1.995~2.015。 3.1.2 杂质元素和含量限值 单个杂质元素含量不应超过表1规定的限值2,表1中氮和氯的限值为推荐值。 3.1.3 当量硼含量 3.1.3.1 表1中杂质含量的总当量硼含量不应超过1.38μg/gU。总当量硼含量是单个杂质元素当量 硼含量的和,单个杂质元素当量硼含量等于该元素的当量硼因子与其含量之积(μg/gU),各元素的当量 硼因子见表2。 3.1.3.2 所有的杂质元素含量都在表1中限值1的范围内,则不计算总当量硼含量。 3.1.3.3 除C、F、S、K、P、Na外,任何一种杂质元素超过表1中限值1的范围,则应计算总当量硼含 量,对含量低于方法检测下限的元素,取检测下限值进行计算。 3.1.3.4 表1中未含的其他元素及其当量硼含量由供需双方商定。 表1 烧结天然二氧化铀芯块中的杂质元素和限值 单位为微克每克铀 元素 限值1 限值2 Al 50 100 B 0.3 0.6 Cd 0.2 0.4 Ca 50 100 C 200 200 Cr 25 50 Cu 10 20元素 限值1 限值2 Dy 0.15 0.3 F 15 15 Gd 0.10 0.2 Fe 200 250 Mg 30 60 Mn 10 20 Mo 10 20 1GB/T25452—2010 表1(续) 单位为微克每克铀 元素 限值1 限值2 Ni 30 60 Si 60 120 Th 300 500 Cl 8 15 N 20 40元素 限值1 限值2 P 35 35 K 20 20 Na 20 20 S 20 20 — — — 表2 当量硼因子 元素 原子量 吸收截面/b当量硼因子 元素 原子量 吸收截面/b当量硼因子 Al 26.98 0.23 0.0001 Mn 54.94 13.3 0.0034 B 10.81 760 1.0000 Mo 95.94 2.5 0.0004 Cd 112.40 2520 0.3189 Ni 58.69 4.5 0.0011 Ca 40.08 0.43 0.0002 Si 28.09 0.17 0.0001 C 12.01 0.0035 0.000004 Th 232.12 7.0 0.0004 Cr 52.00 3.07 0.0008 Cl 35.45 33.6 0.0135 Cu 63.55 3.8 0.0009 N 14.01 1.91 0.0019 Dy 162.50 940 0.0823 P 30.97 0.16 0.00007 F 19.00 0.0095 0.000007 K 39.10 2.1 0.0008 Gd 157.25 48800 4.4141 Na 22.99 0.525 0.0003 Fe 55.85 2.56 0.0007 S 32.07 0.54 0.0002 Mg 24.31 0.063 0.00004 — — — — 注:b(靶恩),1b=10-28m2。 3.2 物理要求 3.2.1 几何参数 芯块的几何参数包括芯块直径、高度、垂直度、圆度等,应满足供需双方认可的要求。 3.2.2 密度 芯块密度由供需双方协商确定,天然二氧化铀芯块的理论密度为10.96g/cm3。芯块实际密度一 般为(10.60±0.15)g/cm3。 3.2.3 微观组织 芯块微观组织应满足: a) 无可见二氧化铀粉末颗粒边界存在; b) 平均晶粒尺寸为(5~30)μm。 3.3 表面质量 3.3.1 表面粗糙度 成品芯块表面粗糙度Ra不大于0.8μm,表面无肉眼可见夹渣和异物(如磨削介质或油污)。 3.3.2 掉块 芯块掉块应满足: a) 芯块端面单个掉块主尺寸不能超过芯块直径的30%; b) 芯块端面掉块主尺寸总长度不能超过芯块的直径; 2GB/T25452—2010 c) 芯块柱面掉块总长度不能超过芯块直径的75%; d) 芯块端面深度不超过0.1mm的掉块忽略不计; e) 芯块端面间隔小于3mm的掉块作为一个掉块评价; f) 距芯块端角0.5mm之内的掉块忽略不计; g) 芯块柱面掉块主尺寸不超过0.5mm的忽略不计。 3.3.3 裂纹 芯块裂纹应满足: a) 距芯块端部2mm以外的周向裂纹长度(单个或累加)不超过芯块周长的50%; b) 距芯块端部2mm以内的裂纹长度(单个或累加)不应超过芯块周长的25%;否则应进行至少 150mm高度的自由落体试验,未发生掉块的认为合格,小于0.5mm的掉块忽略不计,不作 为掉块考虑。 3.3.4 孔洞 芯块孔洞应满足: a) 大于2.5mm的孔洞不允许存在; b) 大于1.0mm的孔洞不得超过2个; c) 大于0.5mm的孔洞不得超过15个。 3.3.5 夹杂 芯块夹杂应满足: a) 主尺寸不超过0.2mm的夹杂忽略不计; b) 夹杂不大于0.6mm且在芯块表面不超过两处; c) 带夹杂的芯块的杂质含量应满足表1中规定的限值2; d) 若夹杂被取出,则使用掉块和孔洞的要求进行评价。 3.3.6 磨痕 芯块柱面磨痕深度不大于0.05mm,磨痕数量不能超过2圈。 3.3.7 未磨削 芯块柱面两端各有至少为芯块高度20%的部分充分磨削到了所要求的直径,且含有未磨削部分的 芯块数量不超过芯块批量的5%。 4 检验方法 4.1 化学成分的测定按照供需双方商定的方法进行。 4.2 芯块的几何参数采用常规方法测量。 4.3 芯块微观组织的检测按附录A执行。 4.4 芯块密度测定按附录B的方法执行,也可由供需双方商定。 4.5 芯块粗糙度采用粗糙度仪进行检测。 5 芯块批要求 5.1 产品应成批提交验收,每批由同批原材料、相同的生产设备、同一组工艺条件制备的芯块组成。 5.2 同批的标识应在整个生产过程中保留,在整个工艺过程中应保证批料的同一性,不得混淆。 6 检验规则 6.1 取样 6.1.1 芯块检验应以批为验收单位进行抽样检验。芯块密度、平均晶粒度检测和化学分析应在烧结后 取样。芯块尺寸测量和表面粗糙度测量应在芯块磨削后取样,以确保样品可代表该批的条件。 3GB/T25452—2010 6.1.2 供方应保证样品数量,以便需方进行质量检查、验收试验和必要情况下的仲裁试验。 6.1.3 取样、称重以及样品处理都必须在确保样品可代表该批的条件下进行。满足验收准则的取样计 划应经供需双方商定。 6.2 判定 抽样方案和判定规则由供需双方商定。需方有权从每一个芯块批中选取一个代表性的样品,并测 定其化学性能或物理性能。 6.3 仲裁 供需双方对检验结果有争议时,由供需双方协商解决或选定双方认定的第三方仲裁。 7 标志、包装、贮存、运输 7.1 标志 包装的两侧作如下标识,其内容至少包括: a) 产品名称; b) 供方名称; c) 合同号; d) 批号、包装编号; e) 毛重、净重; f) 放射性运输标志; g) 供需双方商定的其他标识。 7.2 包装 包装材料、包装方式、每件包装数量、重量或体积等由供需双方商定。 7.3 贮存 二氧化铀芯块贮存在专用库房,贮存期限由供需双方商定。 7.4 运输 二氧化铀芯块的运输应符合GB11806有关规定。 8 质量证明文件 供方应向需方提交符合本标准质量检验报告、质量证明书以及供需双方商定的其他文件。 4GB/T25452—2010 附 录 A (规范性附录) 微观组织检测 A.1 样品的制备 芯块沿纵向切开,露出纵向截面,使用标准金相技术对纵向截面磨制和抛光,对抛光后的样品进行 浸蚀,使其显示出晶粒结构。通常使用的浸蚀剂的配比为30g酪酸酐、150mL水、50mLHF配制的 混合液。 A.2 测量晶粒度 A.2.1 采用直线截取法测量晶粒度。测量晶粒度时,截距长度为测试线总长度减去测试线所截取气 孔的总宽度,不包括整体位于单个晶粒中的气孔。 A.2.2 如图A.1所示,在截面上选取下述5点进行测量: a) 接近中心点的位置上取1点; b) 在一条通过中心并垂直于纵轴的直线上,从中心点算起,在长度大于或等于芯块直径1/3的位 置上各取1点; c) 沿着纵轴,从中心点算