该技术属于原料预处理领域，具体涉及一种mox用二氧化钚原料预处理方法。
背景技术：
mox用二氧化钚原料长时间暴露在大气中，会使钚氧化物颗粒中的可挥发性杂质增加，影响物料配置的准确性，由于水分的存在，导致物料粘性增大，影响球磨、混料处理效果，部分具有还原性的杂质在烧结过程中反应形成还原性杂质气体，会阻碍烧结过程，因此，需要严格控制原料二氧化钚粉末中的可挥发性杂质的含量。氧金属比是mox燃料最重要的性能指标之一，对mox燃料的熔点，晶格常数、扩散系数等性能均有较大的影响，按照mox燃料技术要求，需控制二氧化钚粉末氧金属比在1.95～2.00范围内。
目前，传统行业的原料预处理技术主要存在三点不足，一是对温度的控制不适用于钚氧化物处理过程，会导致可挥发性杂质去除不完全，并会使球磨性和烧结性的降低，影响后续制备工艺；二是气氛控制不当导致钚氧化物氧化不充分，氧金属比满足不了1.95～2.00的要求；三是不能满足核物料处理过程中临界、辐射防护要求。为了解决这些问题，本专利设计了一种mox用二氧化钚原料预处理方法，通过设置合理的加热温度，解决可挥发性杂质去除不完全的问题，并避免球磨性和烧结性降低；采用氧化性烧结气氛，保证处理过程中钚氧化物的充分氧化；并通过辐射屏蔽、气体及时排出等方式实现辐射防护和临界的控制。
技术实现要素：
本发明的目的在于：开发一种mox用二氧化钚原料预处理方法，在保证球磨性、烧结性、辐射防护的前提下，完全去除挥发性杂质，充分实现钚氧化物的氧化。
本发明的技术方案如下：一种mox用二氧化钚原料预处理方法，包括以下步骤：
步骤一：选取钚含量81～88％，杂质含量1000～13000μg/gpu，水含量0.02～1.21％，水蒸气以外气体含量0.02～0.85％，氧金属比1.90～2.0，比表面积3.2～32m2/g，粒度为3.6～53.2μm，最大直径10.1～98.9μm的二氧化钚原料；
步骤二：根据所需处理二氧化钚原料的量与煅烧炉内空间，选择相应的烧结舟；
步骤三：将步骤一中的二氧化钚原料均匀平铺至步骤二的烧结舟中，平铺厚度为0.3～5.3cm；
步骤四：以0.3～25.1l/h的速度对煅烧炉内通入≤rh8.1％的干燥空气；
步骤五：将煅烧炉内的温度，以2～20℃/min的升温速率缓慢升温至300～1250℃，保温0.3～8h；
还包括步骤六：在步骤五的保温结束后，以2～20℃/min的速率将煅烧炉降至室温。
所述二氧化钚原料为薄片状、针状或球状。
所述烧结舟材质为石英烧结舟或氧化铝烧结舟。
本发明的显著效果在于：技术简单，易实现，能够安全可靠的应用到mox用二氧化钚原料预处理过程中。利用二氧化钚原料，采用上述工艺制备得到的二氧化钚粉末产品，经检验产品钚含量84.2～88.2％，杂质含量20～500μg/gpu，水含量0.01～0.03％，水分以外气体含量0.01～0.03％，氧金属比1.95～2.0，比表面积6.0～30.0m2/g，粒度为8.3～61.7μm，最大直径17.4～106.2μm，说明本专利中预处理工艺得到的二氧化钚粉末符合mox燃料芯块制备用料要求。
此外，本发明同样适用于其它核燃料原料预处理过程中，处理效果和可靠性高，可以满足核燃料对制备原料的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本发明的mox用二氧化钚原料中钚含量为88.0％，杂质含量为1000μg/g，水含量为0.02％，水分以外气体含量0.02％，氧金属比为1.90，颗粒为薄片状，比表面积为3.2m2/g，粒度为3.6μm，puo2最大直径10.1μm。
首先计算烧结舟的体积，将二氧化钚原料均匀平铺至烧结舟中，厚度为0.3cm，对炉内以0.3l/h的速度通入≤rh0.1％的干燥空气。其次，以2℃/min速度升温，在300℃保温0.3h，保温完毕后以2℃/min冷却。
产物钚含量为88.2％，杂质含量为20μg/g，水含量为0.01％，水分以外气体含量0.01％，氧金属比为1.95，比表面积为6.0m2/g，粒度为8.3μm，puo2最大直径17.4μm。
实施例2：
本发明的mox用二氧化钚原料中钚含量为86.5％，杂质含量为6750μg/g，水含量为0.85％，水分以外气体含量0.47％，氧金属比为1.94，颗粒为针状，比表面积为14.3m2/g，粒度为31.7μm，puo2最大直径67.2μm。
首先计算烧结舟的体积，将二氧化钚原料均匀平铺至烧结舟中，厚度为2.1cm，对炉内以13.4l/h的速度通入≤rh2.3％的干燥空气。其次，以13℃/min速度升温，在800℃保温4h，保温完毕后以13℃/min冷却。
产物钚含量为87.1％，杂质含量为350μg/g，水含量为0.02％，水分以外气体含量0.03％，氧金属比为1.98，比表面积为15.8m2/g，粒度为21.8μm，puo2最大直径81.0μm。
实施例3：
本发明的mox用二氧化钚原料中钚含量为81.0％，杂质含量为13000μg/g，水含量为1.21％，水分以外气体含量0.85％，氧金属比为2.00，颗粒为球状，比表面积为35.4m2/g，粒度为53.2μm，puo2最大直径98.9μm。
首先计算烧结舟的体积，将二氧化钚原料均匀平铺至烧结舟中，厚度为5.3cm，对炉内以25.1l/h的速度通入≤rh8.1％的干燥空气。其次，以20℃/min速度升温，在1250℃保温8h，保温完毕后以20℃/min冷却。
产物钚含量为84.2％，杂质含量为496μg/g，水含量为0.03％，水分以外气体含量0.03％，氧金属比为2.00，比表面积为29.8m2/g，粒度为61.7μm，puo2最大直径106.2μm。