Esse texto trata-se do resumo (ampliado) do artigo intitulado "Effects of aluminum distearate addition on UO2 sintering and microstructure" na revista Progress in Nuclear Energy. A produção de um artigo científico é um processo complexo e a forma como a ciência encontrou para dialogar. Esse texto é uma dessas contribuições.
O dióxido de urânio (UO2) é amplamente utilizado como combustível em reatores nucleares comerciais de água leve. O combustível dos reatores são pastilhas sólidas (conforme observa-se na figura abaixo), onde as reações nucleares acontecem entre as partículas que a compõem. O controle rigoroso da densidade, poros e tamanho de grão dos pellets de UO2 são pré-requisitos importantes para o desempenho do combustível.
Esse controle é importante, pois as reações nucleares com os átomos de UO2 formam novos elementos químicos e alguns deles são gases, como o kriptônio, que precisam ficar aprisionados dentro da própria pastilha.
A material de partida para fabricação das pastilhas é o dióxido de urânio em formato de material particulado, ou seja, pó de UO2. No processo de compactação essas partículas precisam deslizar uma sobre as outras e para facilitar esse processo, se utilizar os lubrificantes sólidos. Os lubrificantes minimizam defeitos estruturais na compactação como trincas internas e externas, além de defeitos de superfície.
O artigo que se encontra esse trabalho apresenta e discute os efeitos da adição de diestearato de alumínio (ADS) no comportamento de sinterização e microestrutura de pellets de combustível UO2. As pastilhas com UO2 puro e uma mistura UO2-0,2%ADS foram sinterizados a 1760°C por 5,7 h para fins de comparação. O gráfico abaixo resume uma parte desse trabalho. Os resultados mostram que a taxa de densificação aumenta com o uso do lubrificante sólido, mas a retração é reduzida em 0,7% devido à baixa homogeneização. O tamanho médio de grão foi aumentado em cerca de 35% durante a sinterização. Com base em nossos resultados e em uma revisão de literatura, é proposto um mecanismo de crescimento de grãos por adição de alumínio.
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