[发明专利]生产具有高负载的低浓缩铀的核燃料产品的方法及相应的核燃料产品

权利要求书

1.一种生产核燃料产品（1）的方法，所述方法包括以下步骤：

提供包括铝和低浓缩铀的芯（3）；和

将所述芯密封在包层（5）中；

其中，所述芯（3）负载有严格大于3.0gU/cm³的低浓缩铀，并且除UAl₂相、UAl₃相和UAl₄相之外，还包括小于10wt%的铝相和/或铝化合物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述包层（5）包括铝合金，诸如锆锡合金-2、锆锡合金-4或Zr-Nb合金的锆合金，诸如合金600的镍基合金，诸如AISI304L或AISI316L的不锈钢中的一种或若干种。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述包层（5）是包括大于95wt%的铝的铝合金。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述芯（3）包括大于80wt%的UAl₃相和UAl₄相的混合物，所述混合物具有大于或等于50%重量比的UAl₃相。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述芯（3）包括大于80wt%的UAl₃相。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述芯（3）包括大于50wt%的UAl₂相，优选包括大于80wt%的UAl₂相。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，提供所述芯（3）的步骤包括使低浓缩铀和铝在炉中熔融以形成熔体的子步骤，低浓缩铀在所述熔体中的比例大于或等于68wt%且小于或等于82wt%。

8.根据权利要求7和4的组合所述的方法，其中，低浓缩铀在所述熔体中的比例大于或等于71wt%且小于或等于75wt%。

9.根据权利要求7和5的组合所述的方法，其中，低浓缩铀在所述熔体中的比例大于或等于73wt%且小于或等于75wt%。

10.根据权利要求7和6的组合所述的方法，其中，低浓缩铀在所述熔体中的比例大于或等于75wt%且小于或等于82wt%，优选大于或等于78wt%且小于或等于82wt%。

11.根据权利要求7至10所述的方法，其中，提供所述芯（3）的步骤包括以下子步骤：

由所述熔体提供锭；

研磨所述锭以产生粉末；

压实所述粉末以产生压块；和

烧结所述压块以得到芯（3）。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，提供所述芯（3）的步骤包括：

在压实所述粉末的子步骤之前，向所述粉末添加铝的子步骤，铝在粉末中的重量比例小于或等于10wt%。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，将所述芯（3）密封在所述包层（5）中的步骤包括以下子步骤：

将所述芯（3）封入框元件（7，9）中以得到夹层（11）；和

轧制所述夹层（11），以使芯（3）的长度以1%和50%之间的因子，优选以5%和30%之间的因子，更优选以约10%的因子沿轧制方向（R）延伸。

14.一种核燃料产品（1），包括：

包括铝和低浓缩铀的芯（3）；和

密封所述芯（3）的包层（5）；

其中，所述芯（3）负载有严格大于3.0gU/cm³的低浓缩铀，并且除UAl₂相、UAl₃相和UAl₄相之外，还包括小于10wt%的铝和/或铝化合物。

15.根据权利要求14所述的核燃料产品（1），其中，所述包层（5）包括铝合金，诸如锆锡合金-2、锆锡合金-4或Zr-Nb合金的锆合金，诸如合金600的镍基合金，诸如AISI304L或AISI316L的不锈钢中的一种或若干种。

16.根据权利要求15所述的核燃料产品（1），其中，所述包层（5）是包括大于95wt%的铝的铝合金。