Mechanische und physikalische Eigenschaften von Ionenbestrahlungsschäden in gpc

Tristrukturierte isotrope Brennstoffpartikel wurden ursprünglich in Deutschland für gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren entwickelt und gelten als das Brennstoffkonzept der Wahl für die nächste Generation von Kernreaktoren. Es besteht aus einem UOx-Brennstoffkern, der mit mehreren Schichten mit unterschiedlichen Funktionen beschichtet ist. Eine dieser Funktionen ist eine Umhüllung/Diffusionsbarriere für die Spaltfragmente, pyrolytischer Kohlenstoff. Dieses Material bietet keine perfekte Barriere, da es aufgrund seiner kristallinen Struktur, die der von Graphit ähnelt, nicht in einer durchgehenden Schicht um die kugelförmige Brennstoffkugel geformt werden kann. An ebenen Grenzen können die Fragmente viel schneller diffundieren als durch die Ebene. In dieser Studie untersuchen wir die Möglichkeit, pyrolytischen Kohlenstoff durch GPC zu ersetzen. Wir untersuchten die Entwicklung ihrer physikalischen Eigenschaften und Struktur in Abhängigkeit von der Strahlungsumgebung, der sie ausgesetzt waren. Die Temperatur, der die Proben während der Bestrahlung ausgesetzt waren, entsprach der im Kern eines Kernreaktors der Generation IV (~1000°C). Ein Verfahren zur Herstellung von GPC sowie Untersuchungen der chemischen und physikalischen Analyse vor und nach der Bestrahlung.