线e))。
[0196] 5°)测试例e
[0197] 在该测试例中，使用摩尔比（U/U+Ce)等于0.7的硝酸铀(VI)和硝酸铈（III)的溶 液。
[0198] 该溶液通过已知浓度的硝酸铀酰的母液和硝酸铈的母液来制备。对每个母液的所 需体积进行采样，以便得到所需的摩尔比(U/U+Ce)。
[0199] 在与测试例a)相同的条件下，对该溶液进行处理，其中，使用相对于铀的相同的系 数φυ和相对于铈的相同的系数<PCe，从而，该测试例待加入的甘氨酸的量为0.7*[ (10/9)* 1·7]+0·3*[(15/9)*0·54]。
[0200] 燃烧的产物为粉末，通过X射线衍射分析表明该粉末是式(11〇.7660.3)〇2+\的固溶体， X为0至0.25(参见图2的曲线f))。
[0201] 6°)测试例f
[0202] 在该测试例中，使用摩尔比（U/U+Ce)等于0.8的硝酸铀(VI)和硝酸铈（III)的溶 液。
[0203]该溶液通过已知浓度的硝酸铀酰的母液和硝酸铈的母液来制备。对每个母液的所 需体积进行采样，以便得到所需的摩尔比(U/U+Ce)。
[0204] 在与测试例a)相同的条件下，对该溶液进行处理，其中，使用相对于铀的相同的系 数Ψ?和相对于铈的相同的系数，从而，该测试例待加入的甘氨酸的量为0.8*[(10/9)* 1·7]+0·2*[(15/9)*0·54]。
[0205] 燃烧的产物为粉末，通过X射线衍射分析表明该粉末是式(11〇.866〇.2)〇2+\的固溶体， X为0至0.25(参见图2的曲线g))。
[0206] 对残余的氮含量和碳含量进行测量，并示出如下：
[0207] 对于碳:0.37±0.03%;
[0208] 对于氮：1.76±0.14%。
[0209] 氺氺氺
[0210] 由这些测试例的结果可知：在相对于铀过量的燃料下，得到铀含量在20%至80% 的二氧化铀铈的固溶体。
[0211] 实施例3
[0212] 该实施例示出了由硝酸铀(VI)和硝酸钚（IV)和特定的含氮燃料甘氨酸的不同溶 液来制备二氧化铀钚(UyPm- y)02±x的固溶体的各种测试例，y为0.25至0.75，且X为0至0.25。 [0 213]各种测试溶液如下所示：
[0214] 硝酸铀(VI)和硝酸钚（IV)的溶液，其中摩尔比(U/U+Pu)等于0.25(测试例a);
[0215] 硝酸铀(VI)和硝酸钚（IV)的溶液，其中摩尔比(U/U+Pu)等于0.5(测试例b);以及
[0216] 硝酸铀(VI)和硝酸钚（IV)的溶液，其中摩尔比(U/U+Pu)等于0.75(测试例c);
[0219]
[0217]在该实施例的范围中所使用的硝酸铀酰和硝酸钚的燃烧方程如下所示：[0218] *对于硝酸铀酰：
[0222] 根据上述燃烧方程，并且设定参数cptj=1.7(对应于燃料相对于铀过量）以及对于
[0220]
[0221] 钚设定(PPu=〇. 1，待加入到上述溶液中的甘氨酸的量Qciy由下列等式来确定：
[0223] Qgiy = Qu+QPu
[0224] 其中：
[0225] Qu = y*[(10/9)*1.7]，y对应于铀的摩尔含量;并且由燃烧方程来确定的系数（10/ 9)*1.7对应于待加入至溶液的甘氨酸的摩尔数(相对于铀的摩尔数）；以及
[0226] QPu=(l-y)[(20/9)*l]，y对应于上述的相同限定;并且由燃烧方程来确定的（20/ 9)*1对应于待加入至溶液的甘氨酸的摩尔数(相对于钚的摩尔数）
[0227] Qgiy对应于上述提及的预定量。
[0228] Γ )测试例a
[0229] 在该测试例中，使用摩尔比(U/U+Pu)等于0.25的硝酸铀(VI)酰和硝酸钚（IV)的溶 液。该溶液通过已知浓度的硝酸铀酰的母液和硝酸钚的母液来制备。对每个母液的所需体 积进行采样，以便得到所需的摩尔比(U/U+Pu)。
[0230] 参照实施例3的引言段，该测试例待加入的甘氨酸的量为0.25*[(10/9)*1.7] + 0.75*[(20/9)*1]。
[0231 ]将由此确定的量的甘氨酸加入到上述溶液中。
[0232] 于空气中，在加热盘上对使所得的溶液蒸发(在80°C下持续1小时)直到得到凝胶， 并且随后使盘的温度增加直至引发燃烧(着火温度为约200°C)。通过将溶液直接加热和逐 步加热至该着火温度得到了相同的结果。
[0233] 由于燃烧反应是自传播反应，所以一旦引发燃烧反应后，则立即停止加热。
[0234]燃烧的产物为粉末，通过X射线衍射分析表明该粉末是式Uq.25Puq.75〇2+x的固溶体，X 为0至0.25(参见图3的曲线b))。
[0235] Pu02的衍射图显示了面心立方结构的特性线。当向较高角度移动时，再一次出现 这些相同的线，这是铀嵌入该结构所特有的。
[0236] 2° )测试例b
[0237] 在该测试例中，使用摩尔比(U/U+Pu)等于0.5的硝酸铀(VI)酰和硝酸钚（IV)的溶 液。
[0238] 该溶液通过已知浓度的硝酸铀酰的母液和硝酸钚的母液来制备。对每个母液的所 需体积进行采样，以便得到所需的摩尔比(U/U+Pu)。
[0239]在与测试例a)相同的条件下，对该溶液进行处理，其中，使用相对于铀的相同的系 数9U和相对于钚的相同的系数ΦΡ?，从而，该测试例待加入的甘氨酸的量为0.5*[(10/9)* 1·7]+0·5*[(20/9)*1]。
[0240]燃烧的产物为粉末，通过X射线衍射分析表明该粉末是式U〇. 5Pu〇. 5〇2+χ的固溶体，X 为0至0.25(参见图3的曲线C))。
[0241] 3°)测试例c
[0242] 在该测试例中，使用摩尔比(U/U+Pu)等于0.75的硝酸铀(VI)酰和硝酸钚（IV)的溶 液。
[0243] 该溶液通过已知浓度的硝酸铀酰的母液和硝酸钚的母液来制备。对每个母液的所 需体积进行采样，以便得到所需的摩尔比(U/U+Pu)。
[0244] 在与测试例a)相同的条件下，对该溶液进行处理，其中，使用相对于铀的相同的系 数Φ?和相对于钚的相同的系数q>P U，从而，该测试例待加入的甘氨酸的量为〇. 75*[ (10/9)* 1·7]+0·25*[(20/9)*1]。
[0245]燃烧的产物为粉末，通过X射线衍射分析表明该粉末为式U〇.75PUQ.25〇2+x的固溶体，X 为0至0.25(参见图3的曲线d)。
【主权项】
1. 一种用于制备粉末的方法，所述粉末为轴和至少一种其它涧系元素和/或铜系元素 的二氧化物的固溶体的粉末，所述方法包括:使溶液进行燃烧的步骤，所述溶液包括硝酸轴 酷、所述其它涧系元素和/或铜系元素的至少一种硝酸盐W及含氮燃料，根据预定量使用所 述含氮燃料，W在该步骤结束时形成所述固溶体，该预定量为所述含氮燃料相对于所述硝 酸轴酷的过化学计量的量，并通过采用W下操作来得到： a) 确定所述硝酸轴酷的燃烧方程的操作，其中，将因子tpu指定给所述含氮燃料的化学 计量系数； b) 通过用已知的硝酸轴酷的量乘W所述含氮燃料的化学计量系数W及所述因子斬J确 定所述含氮燃料的过化学计量的量(被称为化)的操作，其中，将所述因子化巧受定为大于1的 值，并且优选设定为1.5至1.7的值； C)确定所述其它涧系元素和/或铜系元素的硝酸盐的燃烧方程的操作，其中，将因子 f AWto指定给所述含氮燃料的化学计量系数； d) 通过用已知的其它元素的硝酸盐的量乘W所述含氮燃料的化学计量系数W及所述 因子巧AnAn确定所述含氮燃料的量(被称为QAn心)的操作，其中，将所述因子中AbZLox设定为 小于2的值； e) 通过至少将在操作b)和操作d)中确定的所述含氮燃料的量（即，化和QAn/Ln)相加来得 到上述预定量的操作。2. 根据权利要求1所述的用于制备粉末的方法，其中，所述因子卿J具有1.5至1.7的值。3. 根据权利要求1或2所述的用于制备粉末的方法，其中，所述含氮燃料选自尿素、甘氨 酸、乙酸锭、环六亚甲基四胺，酷阱类化合物及它们的混合物。4. 根据前述权利要求中任一项所述的用于制备粉末的方法，其中，所述含氮燃料为甘 氨酸。5. 根据前述权利要求中任一项所述的用于制备粉末的方法，其中， 当所述其它涧系元素和/或铜系元素的硝酸盐为涧系元素的硝酸盐时，所述其它涧系 元素和/或铜系元素的硝酸盐为： 坏的硝酸盐，并且更具体地为硝酸坏(IV); 次涧系元素的硝酸盐，更具体地，硝酸媚（III )、硝酸锅（III )、或硝酸锋（IV)、硝酸锋 (V)或硝酸锋(VI);和/或 硝酸社（IV); W及 当所述其它涧系元素和/或铜系元素的硝酸盐为铜系元素的硝酸盐时，所述其它涧系 元素和/或铜系元素的硝酸盐为:铜系元素（111)的硝酸盐或铜系元素（IV)的硝酸盐，诸如， 硝酸姉(III)或硝酸姉(IV)。6. 根据前述权利要求中任一项所述的用于制备粉末的方法，其中，所述燃烧步骤包括 对所述溶液逐步加热直至着火溫度(即，开始燃烧反应的溫度)的操作。7. 根据前述权利要求中任一项所述的用于制备粉末的方法，包括:在所述燃烧步骤之 前，用于制备包括硝酸轴酷和所述其它涧系元素和/或铜系元素的至少一种硝酸盐W及含 氮燃料的溶液的步骤。8. 根据权利要求7所述的用于制备粉末的方法，其中，所述用于制备包括硝酸轴酷和所 述其它涧系元素和/或铜系元素的至少一种硝酸盐W及含氮燃料的溶液的步骤由向仅包括 硝酸轴酷和所述其它涧系元素和/或铜系元素的至少一种硝酸盐的第一溶液加入预定量的 所述含氮燃料组成。
【专利摘要】本发明涉及一种用于制备粉末的方法，该粉末为铀和至少一种锕系元素和/或镧系元素的二氧化物的固溶体的粉末，所述方法包括：使包括硝酸铀酰、其它锕系元素和/或镧系元素的至少一种硝酸盐和含氮燃料的溶液进行燃烧的步骤，该含氮燃料以特定预定量使用以在该步骤结束时形成所述固溶体。
【IPC分类】G21C3/62, C01G43/00, C01G56/00
【公开号】CN105658584
【申请号】
【发明人】纪尧姆·彼得-索尔达尼, 史蒂芬·格朗让, 弗朗西斯·亚伯拉罕
【申请人】原子能和替代能源委员会, 阿雷瓦核废料回收公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年10月22日