Journal of thermal analysis

, Volume 32, Issue 4, pp 1071–1079 | Cite as

Effects of drying conditions on thermal decomposition behaviour of UO3 gel microspheres

  • A. S. Abdel-Halim
  • Y. K. Afifi
  • N. Afify
Article

Abstract

The effects of the drying conditions on the thermal behaviour of UO3 gel microspheres were studied by TG, DTA and X-ray examination. The effects of drying with air, steam or alcohol on the crystal structure and crystallite size were also studied. The results indicate that the thermal decomposition of UO3 gel microspheres involves five steps: the first two for dehydration, the third for ammonia release, the fourth for ammonia oxidation, and the last one for UO3 recrystallization. It was also found that the crystal growth varied from 110 Å after air drying to 512 Å and 496 Å after steam and alcohol treatment, respectively.

Keywords

Alcohol Ammonia Steam Recrystallization Dehydration 

Zusammenfassung

Die Effekte der Trocknungsbedingungen auf das thermische Verhalten von UO3-Gelmikrokugeln wurden mittels TG, DTA und Röntgenanalyse untersucht. Ebenfalls wurden die Auswirkungen der Trocknung mit Luft, Dampf und Alkohol auf die Kristallstruktur und die Kristallitgröße untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, daß die thermische Zersetzung der UO3-Gelmikrokugeln in 5 Schritten verläuft: die ersten zwei sind Dehydratisierungsprozessen, der dritte der Freisetzung und der vierte der Oxydation von Ammoniak und der letzte der Rekristallisation des UO3 zuzuschreiben. Die Kristallitgröße variiert zwischen 110 Å nach Lufttrocknung und 512 bzw. 496 Å nach Trocknung mit Dampf bzw. Alkohol.

Резюме

Методом ТГ, ДТА и рентг еноструктурного анализа изучено терм ическое поведение микросферических ге лей UO3 в зависимости от условий их сушки. Исследовано также влияние высушивания гелей во здухом, паром или спир том на кристаллическую стр уктуру и размеры кристаллитов UO3. Резул ьтаты показали, что термическое разложе ние микросферическо го геля UO3 включает пять стади й: первые две стадии — д егидратация, третья стадия — выдел ение аммиака, четвертая — о кисление аммиака и по следняя стадия — рекристалли зация UO3. Показано, что рост кри сталлов изменяется о т 110 Å после высушивания воздухо м до 512 и 496 Å после обработки их, со ответственно, паром и спиртом.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    R. Förthmann, Jül-950-RW-KFA-Jülich Report (1973).Google Scholar
  2. 2.
    J. P. Mc Bride, ORNL-3874 (1966).Google Scholar
  3. 3.
    R. Förthmann, H. Nickel, A. Naomidis and W. Burck, Jül-655-RW-KFA-Jülich Report (1970).Google Scholar
  4. 4.
    P. A. Haas et al., Ind. Eng. Chem., Prod. Res. Develop., 5 (1966) 236.Google Scholar
  5. 5.
    Sol-Gel Processes for Fuel Fabrication, International Atomic Energy Agency, Vienna, IAEA-161 (1974).Google Scholar
  6. 6.
    P. A. Haas, ORNLITM-3978 (1978).Google Scholar
  7. 7.
    Proc. Symp. Sol-Gel Processes for Nuclear Fuel, International Atomic Energy Agency (IAEA), Vienna, May 1968.Google Scholar
  8. 8.
    G. Brambilla, G. P. Gernotopulous and D. Neri, Energ. Nucl., (Milan), 17 (1977) 217.Google Scholar
  9. 9.
    H. D. Ringel and E. Zimmer, Trans. Am. Nucl. Soc., 27 (1977) 292.Google Scholar
  10. 10.
    P. Naefe and E. Zimmer, Nucl. Techn., 42 (1979) 163.Google Scholar
  11. 11.
    A. S. Abdel-Halim, KFA-ZBB-Report 7/82 (1982).Google Scholar
  12. 12.
    P. A. Haas, J. M. Begovieh, A. D. Ryon and J. S. Varruska, ORNL/TM-6850, 35 (1975).Google Scholar
  13. 13.
    H. P. Klug and L. E. Alexander, “X-Ray Diffraction Procedures”, J. Wiley & Sons Ltd, New York 1959.Google Scholar
  14. 14.
    P. Spacu and G. D. Cismaru, Rev. Roum. Chim., 17 (1972) 947.Google Scholar
  15. 15.
    C. N. Turcanu and R. Deju, Nucl. Techn., 45 (1979) 188.Google Scholar
  16. 16.
    M. H. Lloyd, K. Bischoff, K. Peng, H.-U. Nissen and R. Wessicken, J. Inorg. Nucl. Chem., 38 (1979) 1141.CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    P. C. Debets and B. O. Loopstra, J. Inorg. Nucl. Chem., 25 (1963) 945.CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó 1987

Authors and Affiliations

  • A. S. Abdel-Halim
    • 1
  • Y. K. Afifi
    • 1
  • N. Afify
    • 1
    • 2
  1. 1.Metallurgy DepartmentNRC-Inchass, Atomic Energy AuthorityCairo
  2. 2.Physics Department, Faculty of ScienceAssiut UniversityAssiutEgypt

Personalised recommendations