| Resumo: |
Pastilhas
de combustível nuclear do tipo UO2-XGd2O3 foram processadas
mecanicamente em um moinho de bolas de alta energia, com X variando de
7% a 80% em massa de gadolínia. As amostras, moídas e
não-moídas, foram tratadas termicamente em atmosfera de
hidrogênio, com exceção para a série de
amostras com X = 80%, caso em que foram tratadas em atmosfera livre. Os
materiais produzidos foram caracterizados por difratometria de raios-X
e, exclusivamente para as amostras com maior concentração
de gadolínia, também por análise térmica.
Os resultados mostraram que as amostras como-moídas, com X = 7%
e 15%, tratadas termicamente em 1300ºC, apresentam até duas
fases com a estrutura da urânia - i.e., UO2 e (U, Gd)O2.
Entretanto, aumentando a temperatura até 1600ºC,
verifica-se a completa dissolução da gadolínia na
estrutura da urânia. Neste caso, o gadolínio passa a
ocupar de forma substancial um sítio de simetria cúbica,
normalmente ocupado pelo urânio na rede da urânia. Para as
amostras como-recebidas, tratadas em 1300ºC, observou-se 3 fases,
sendo duas com a estrutura da urânia e a outra sendo a da
gadolínia. Já as amostras como-recebidas, tratadas a
1600ºC, verificou-se a presença de duas fases, sendo ambas
com a estrutura da urânia. Para as amostras com X = 80%, as
medidas de termogravimetria e análise termo-diferencial
revelaram uma transição de fase em aproximadamente
1300ºC. A difratometria de raios-X mostrou para as amostras
como-recebidas (UO2-80%Gd2O3 em massa), tratadas termicamente em
1300ºC sob atmosfera livre, a existência de 3 fases, uma
atribuída a solução sólida (U, Gd)O2 outra
à fase romboedral UGd6O12 e a terceira, em maior quantidade,
à gadolínia. Já para as amostras
como-moídas, também tratadas em 1300ºC em atmosfera
livre, houve a formação completa da fase romboedral
UGd6O12. Verificou-se, por fim, que o parâmetro de rede da
solução sólida (U, Gd)O2 decresce com a
concentração inicial de gadolínia.
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