本發(fā)明涉及一種惰性基彌散芯塊燃料及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

核電具有安全可靠、低碳清潔的特點(diǎn)，是未來全球能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。目前世界各國正在積極推進(jìn)核電建設(shè)，從而緩解能源危機(jī)，改善氣候環(huán)境。日本福島“311”核事故以后，傳統(tǒng)uo2+zr合金燃料組件在事故狀態(tài)下所暴露出來的安全隱患引發(fā)了各國的強(qiáng)烈關(guān)注。改進(jìn)傳統(tǒng)燃料組件，提升核燃料在事故狀態(tài)下的安全性成為世界范圍的研究熱點(diǎn)。在此背景下，事故容錯(cuò)燃料(atf)的概念應(yīng)運(yùn)而生。atf是為了提高燃料元件抵抗嚴(yán)重事故下的性能而提出的新一代燃料概念，具體是指：與目前的uo2+zr燃料相變，能夠在較長時(shí)間內(nèi)抵抗冷卻劑喪失事故、同時(shí)還能保持或提高其在正常運(yùn)行工況性能的燃料系統(tǒng)。atf的熱點(diǎn)研究方向之一為開發(fā)高導(dǎo)熱、安全性能優(yōu)異的燃料芯塊。

imdp具有抗輻照性能優(yōu)異、裂變氣體包容性好、導(dǎo)熱率高的特點(diǎn)，是一種安全性能極佳的燃料芯塊。美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室通過熱壓燒結(jié)法制備了以sic為惰性基體，以triso顆粒為燃料元件的致密imdp。然而熱壓燒結(jié)法燒結(jié)周期長，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種惰性基彌散芯塊燃料，該燃料具有抗輻照性能優(yōu)異、裂變氣體包容性好、導(dǎo)熱率高、安全性能優(yōu)異的特點(diǎn)；同時(shí)還提供了一種惰性基彌散芯塊燃料的制備方法，該制備方法采用無壓燒結(jié)的方法制備imdp，在實(shí)現(xiàn)致密化的同時(shí)大幅提高制備和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)可工業(yè)化大批量生產(chǎn)的目的；進(jìn)而還提供了惰性基彌散芯塊燃料可用作核反應(yīng)堆中水堆和融鹽堆的燃料組件的用途。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種惰性基彌散芯塊燃料，包括燃料區(qū)和包覆在所述燃料區(qū)外圍的無燃料區(qū)保護(hù)層，所述燃料區(qū)包括惰性基體和均勻分布于所述惰性基體中的燃料元件，所述惰性基體為致密sic，所述燃料元件為triso包覆燃料顆粒，所述無燃料區(qū)保護(hù)層由sic制成。

進(jìn)一步地，所述惰基和無燃保護(hù)層的致密度不小于96％。

進(jìn)一步地，所述triso包覆燃料顆粒包括燃料核心和包覆在所述燃料核心外的四層保護(hù)層，所述四層保護(hù)層由內(nèi)向外依次為疏松碳層、內(nèi)層熱解碳層、sic層和外層熱解碳層；所述燃料核心為uo2、uc、uc2、un、u合金或其他核燃料中的一種或幾種，并且所述uo2、uc、uc2、un、u合金或其他核燃料中²³⁵u富集度為2-20％，所述疏松碳層的密度為1.1g/cm³、厚度為95μm，所述內(nèi)層熱解碳層的密度為1.9g/cm³、厚度為40μm，所述sic層的密度為3.18g/cm³、厚度為35μm，所述外層熱解碳層的密度為1.9g/cm³、厚度為40μm；所述triso包覆燃料顆粒的直徑為500μm。

進(jìn)一步地，所述triso包覆燃料顆粒占芯塊燃料的體積分?jǐn)?shù)為30-60％，所述無燃料區(qū)保護(hù)層的厚度為0.2-2mm。

一種惰性基彌散芯塊燃料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：制備sic混合漿料和sic混合粉末；

步驟2：將所述sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上；

步驟3：將包覆完sic的triso顆粒模壓成形，得到燃料區(qū)素坯；

步驟4：將所述sic混合粉末模壓成形，得到無燃料區(qū)素坯；

步驟5：將所述燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)素坯復(fù)合壓制成imdp素坯；

步驟6：將所述imdp素坯于真空爐中進(jìn)行無壓燒結(jié)；

步驟7：將燒結(jié)坯機(jī)加成最終尺寸的芯塊燃料。

具體地說，所述sic混合漿料的總質(zhì)量百分含量之和按100％計(jì)，包括以下組份：80-96wt.％sic、1-8wt.％y2o3、1-10wt.％al2o3、0-8wt.％sio2和0.5-2wt.％聚乙烯亞胺；其中sic的粒徑為10nm-50μm，y2o3的粒徑為20nm-20μm，al2o3的粒徑為10nm-30μm，sio2的粒徑為10nm-50μm，聚乙烯亞胺的分子量為800-1800；

將上述組分置于尼龍球磨罐中，以上述組分的總質(zhì)量計(jì)，添加1-2倍所述總質(zhì)量的酒精混合，加入3倍所述總質(zhì)量的氧化鋯研磨球或氧化鋁研磨球球磨24h得sic混合漿料；

將所述sic混合漿料干燥即得sic混合粉末。

具體地說，所述步驟2的操作溫度為70～100℃；所述步驟3中模壓的壓制壓力為20～60mpa，所得燃料區(qū)素坯為柱狀；所述步驟4模壓的壓制壓力為20～60mpa，所得無燃料區(qū)素坯包括上下蓋和環(huán)狀筒，厚度為2-4mm，與所述燃料區(qū)素坯的配合間隙為0.1-0.25mm；所述步驟5中復(fù)合壓制的壓力高于步驟3中模壓的壓制壓力和步驟4中模壓的壓制壓力。

具體地說，所述步驟5中復(fù)合壓制的壓力為60～80mpa。

具體地說，所述步驟6中，首先以5-10℃/min的速率升溫至600℃并保溫0.5-2h，進(jìn)行脫脂處理，真空度10^-2-10pa，之后通以氬氣保護(hù)，壓強(qiáng)10-50kpa，以2-10℃/min的速率升溫至1700-1900℃，保溫1-5h，爐冷。

基于上述說明，本發(fā)明還提供了該惰性基彌散芯塊燃料按照核反應(yīng)堆中水堆燃料組件的尺寸或融鹽堆燃料組件的尺寸加工成核燃料芯塊的用途。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明采用sic、y2o3、al2o3、sio2和聚乙烯亞胺制備成sic混合漿料和sic混合粉末，將sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上形成致密sic惰性基體從而制得燃料區(qū)素坯，將sic混合粉末模壓成無燃料區(qū)素坯，再將燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)素坯復(fù)合壓制成imdp素坯，之后將imdp素坯于真空爐中在高溫下進(jìn)行無壓燒結(jié)，冷爐后將燒結(jié)坯按要求尺寸經(jīng)過機(jī)械加工成水堆和融鹽堆中的燃料組件；本發(fā)明采用無壓燒結(jié)的方法制備imdp，在實(shí)現(xiàn)致密化的同時(shí)大幅提高制備和生產(chǎn)效率，有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的目的。

(2)本發(fā)明imdp主要成分包括30～60vol.％的triso顆粒、致密sic惰性基體以及無燃料區(qū)保護(hù)層，triso顆粒以uo2、uc、uc2、un、u合金或其他核燃料中的一種或幾種為燃料核心，由內(nèi)向外依次由疏松碳層，內(nèi)層熱解碳層，sic層和外部熱解碳層組成；致密sic惰性基體與sic無燃料區(qū)保護(hù)層致密度高于96％，triso顆粒完整度保持良好，致密sic惰性基體與triso界面結(jié)合緊密，本發(fā)明imdp具有良好的導(dǎo)熱性能和核抗輻照性能，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異的裂變氣體包容性，相對于傳統(tǒng)uo2芯塊+zr合金的燃料組件，安全性得到了顯著提升，可用于水堆和融鹽堆中的燃料組件，具有廣泛的工業(yè)前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明imdp結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明制備方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的方式包括但不僅限于以下實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明的一種惰性基彌散芯塊燃料，包括燃料區(qū)和包覆在所述燃料區(qū)外圍的無燃料區(qū)保護(hù)層，所述燃料區(qū)包括惰性基體和均勻分布于所述惰性基體中的燃料元件，所述惰性基體為致密sic，所述燃料元件為triso包覆燃料顆粒，所述無燃料區(qū)保護(hù)層由sic制成。

所述惰性基體和無燃料區(qū)保護(hù)層的致密度不小于96％，所述triso包覆燃料顆粒包括燃料核心和包覆在所述燃料核心外的四層保護(hù)層，所述四層保護(hù)層由內(nèi)向外依次為疏松碳層、內(nèi)層熱解碳層、sic層和外層熱解碳層；所述燃料核心為uo2、uc、uc2、un、u合金或其他核燃料中的一種或幾種，并且所述uo2、uc、uc2、un、u合金或其他核燃料中²³⁵u富集度為2-20％，所述疏松碳層的密度為1.1g/cm³、厚度為95μm，所述內(nèi)層熱解碳層的密度為1.9g/cm³、厚度為40μm，所述sic層的密度為3.18g/cm³、厚度為35μm，所述外層熱解碳層的密度為1.9g/cm³、厚度為40μm；所述triso包覆燃料顆粒的直徑為500μm。

所述triso包覆燃料顆粒占芯塊燃料的體積分?jǐn)?shù)為30-60％，所述無燃料區(qū)保護(hù)層的厚度為0.2-2mm。

本發(fā)明imdp主要成分包括30～60vol.％的triso顆粒、致密sic惰性基體以及無燃料區(qū)保護(hù)層，triso顆粒以uo2、uc、uc2、un、u合金或其他核燃料中的一種或幾種為燃料核心，由內(nèi)向外依次由疏松碳層，內(nèi)層熱解碳層，sic層和外部熱解碳層組成；致密sic惰性基體與sic無燃料區(qū)保護(hù)層致密度高于96％，triso顆粒完整度保持良好，致密sic惰性基體與triso界面結(jié)合緊密，本發(fā)明imdp具有良好的導(dǎo)熱性能核抗輻照性能，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異的裂變氣體包容性，相對于傳統(tǒng)uo2芯塊+zr合金的燃料組件，安全性得到了顯著提升，可用于水堆和融鹽堆中的燃料組件，具有廣泛的工業(yè)前景。

如圖2所示，本發(fā)明一種惰性基彌散芯塊燃料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：制備sic混合漿料和sic混合粉末；

步驟2：將所述sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上；

步驟3：將包覆完sic的triso顆粒模壓成形，得到燃料區(qū)素坯；

步驟4：將所述sic混合粉末模壓成形，得到無燃料區(qū)素坯；

步驟5：將所述燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)素坯復(fù)合壓制成imdp素坯；

步驟6：將所述imdp素坯于真空爐中進(jìn)行無壓燒結(jié)；

步驟7：將燒結(jié)坯機(jī)加成最終尺寸的芯塊燃料。

所述sic混合漿料的總質(zhì)量百分含量之和按100％計(jì)，包括以下組份：80-96wt.％sic、1-8wt.％y2o3、1-10wt.％al2o3、0-8wt.％sio2和0.5-2wt.％聚乙烯亞胺；其中sic的粒徑為10nm-50μm，y2o3的粒徑為20nm-20μm，al2o3的粒徑為10nm-30μm，sio2的粒徑為10nm-50μm，聚乙烯亞胺的分子量為800-1800；

將上述組分置于尼龍球磨罐中，以上述組分的總質(zhì)量計(jì)，添加1-2倍所述總質(zhì)量的酒精混合，加入3倍所述總質(zhì)量的氧化鋯研磨球或氧化鋁研磨球球磨24h得sic混合漿料；

將所述sic混合漿料干燥即得sic混合粉末。

所述步驟2的操作溫度為70～100℃；所述步驟3中模壓的壓制壓力為20～60mpa，所得燃料區(qū)素坯為柱狀；所述步驟4模壓的壓制壓力為20～60mpa，所得無燃料區(qū)素坯包括上下蓋和環(huán)狀筒，厚度為2-4mm，與所述燃料區(qū)素坯的配合間隙為0.1-0.25mm；所述步驟5中復(fù)合壓制的壓力高于步驟3中模壓的壓制壓力和步驟4中模壓的壓制壓力。

所述步驟5中復(fù)合壓制的壓力為60～80mpa，所述步驟6中，首先以5-10℃/min的速率升溫至600℃并保溫0.5-2h，進(jìn)行脫脂處理，真空度10^-2-10pa，之后通以氬氣保護(hù)，壓強(qiáng)10-50kpa，以2-10℃/min的速率升溫至1700-1900℃，保溫1-5h，爐冷。

本發(fā)明采用sic、y2o3、al2o3、sio2和聚乙烯亞胺制備成sic混合漿料和sic混合粉末，將sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上形成致密sic惰性基體從而制得燃料區(qū)素坯，將sic混合粉末模壓成無燃料區(qū)素坯，再將燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)素坯復(fù)合壓制成imdp素坯，之后將imdp素坯于真空爐中在高溫下進(jìn)行無壓燒結(jié)，冷爐后將燒結(jié)坯按要求尺寸經(jīng)過機(jī)械加工成水堆和融鹽堆中的燃料組件；本發(fā)明采用無壓燒結(jié)的方法制備imdp，在實(shí)現(xiàn)致密化的同時(shí)大幅提高制備和生產(chǎn)效率，有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的目的。

采用本制備方法制備的惰性基彌散芯塊燃料最后按照核反應(yīng)堆中水堆燃料組件的尺寸或融鹽堆燃料組件的尺寸采用純機(jī)械方法就可加工成水堆和融鹽堆的燃料組件。

為了對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，以下提供幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式。

實(shí)施例1：

步驟1：按如下規(guī)格和比例稱取各粉末：sic，10nm，80wt.％；y2o3，20nm，8wt.％；al2o3，10nm，10wt.％；聚乙烯亞胺，分子量800，2wt.％。將上述粉末與等質(zhì)量酒精混合，置入尼龍球磨罐中，研磨球采用氧化鋯球，球料比3:1，球磨24h得到sic漿料。將該漿料等分，一份用于包覆triso顆粒；另一份在80℃烘干24h，過篩后獲得sic混合粉末。

步驟2：將sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上。將triso顆粒放置在震動器上滾動，并施以70℃的溫度。采用步驟一中配制的sic漿料，通過噴霧發(fā)生器形成霧狀漿料，將sic粉末沉積在triso顆粒表面。通過調(diào)整噴霧發(fā)生器的角度、張口尺寸、噴霧壓力、流速等參數(shù)，調(diào)制適宜的霧化效果。通過包覆不同質(zhì)量的sic混合粉末，可得到不同的triso體積分?jǐn)?shù)。

步驟3：將包覆完sic的triso顆粒模壓成形，得到燃料區(qū)素坯。根據(jù)燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，并在20mpa的壓力下模壓成形。

步驟4：將sic混合粉末模壓成形，得到無燃料區(qū)素坯。無燃料區(qū)素坯包括上下蓋和環(huán)狀筒，厚度為2mm，與燃料區(qū)的配合間隙為0.1mm。根據(jù)具體無燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，在20mpa的壓力下模壓成形。

步驟5：將燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)復(fù)合壓制成imdp素坯。根據(jù)具體尺寸設(shè)計(jì)模具，在60mpa的壓力下模壓成形。

步驟6：在真空爐中進(jìn)行無壓燒結(jié)。首先以5/min的速率升溫至600℃并保溫0.5h，進(jìn)行脫脂處理，真空度10^-2pa。之后通以氬氣保護(hù)，壓強(qiáng)50kpa。以10℃/min的速率升溫至1700℃，保溫1h，爐冷。

步驟7：根據(jù)芯塊尺寸要求，磨去多余的無燃料區(qū)，得到最終尺寸的芯塊燃料。

實(shí)施例2：

步驟:1：按如下規(guī)格和比例稱取各粉末：sic，50μm，96wt.％；y2o3，20μm，1wt.％；al2o3，30μm，1wt.％；sio2，10nm，1wt.％；聚乙烯亞胺，分子量1800，1wt.％。將上述粉末與兩倍質(zhì)量酒精混合，置入尼龍球磨罐中，研磨球采用氧化鋁球，球料比3:1，球磨24h得到sic漿料。將該漿料等分，一份用于包覆triso顆粒；另一份在80℃烘干24h，過篩后獲得sic混合粉末。

步驟2：將sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上。將triso顆粒放置在震動器上滾動，并施以100℃的溫度。采用步驟一中配制的sic漿料，通過噴霧發(fā)生器形成霧狀漿料，將sic粉末沉積在triso顆粒表面。通過調(diào)整噴霧發(fā)生器的角度、張口尺寸、噴霧壓力、流速等參數(shù)，調(diào)制適宜的霧化效果。通過包覆不同質(zhì)量的sic混合粉末，可得到不同的triso體積分?jǐn)?shù)。

步驟3：將包覆完sic的triso顆粒模壓成形，得到燃料區(qū)素坯。根據(jù)燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，并在60mpa的壓力下模壓成形。

步驟4：將sic混合粉末模壓成形，得到無燃料區(qū)素坯。無燃料區(qū)素坯包括上下蓋和環(huán)狀筒，厚度為4mm，與燃料區(qū)的配合間隙為0.25mm。根據(jù)具體無燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，在60mpa的壓力下模壓成形。

步驟5：將燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)復(fù)合壓制成imdp素坯。根據(jù)具體尺寸設(shè)計(jì)模具，在80mpa的壓力下模壓成形。

步驟6：在真空爐中進(jìn)行無壓燒結(jié)。首先以10℃/min的速率升溫至600℃并保溫2h，進(jìn)行脫脂處理，真空度10pa。之后通以氬氣保護(hù)，壓強(qiáng)10kpa。以2℃/min的速率升溫至1900℃，保溫5h，爐冷。

步驟7：根據(jù)芯塊尺寸要求，磨去多余的無燃料區(qū)，得到最終尺寸的芯塊燃料。

實(shí)施例3：

步驟:1：按如下規(guī)格和比例稱取各粉末：sic，50μm，87.5wt.％；y2o3，20μm，2wt.％；al2o3，30μm，2wt.％；sio2，50μm，8wt.％；聚乙烯亞胺，分子量1800，0.5wt.％。將上述粉末與1.5倍質(zhì)量酒精混合，置入尼龍球磨罐中，研磨球采用氧化鋁球，球料比3:1，球磨24h得到sic漿料。將該漿料等分，一份用于包覆triso顆粒；另一份在80℃烘干24h，過篩后獲得sic混合粉末。

步驟2：將sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上。將triso顆粒放置在震動器上滾動，并施以85℃的溫度。采用步驟一中配制的sic漿料，通過噴霧發(fā)生器形成霧狀漿料，將sic粉末沉積在triso顆粒表面。通過調(diào)整噴霧發(fā)生器的角度、張口尺寸、噴霧壓力、流速等參數(shù)，調(diào)制適宜的霧化效果。通過包覆不同質(zhì)量的sic混合粉末，可得到不同的triso體積分?jǐn)?shù)。

步驟3：將包覆完sic的triso顆粒模壓成形，得到燃料區(qū)素坯。根據(jù)燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，并在25mpa的壓力下模壓成形。

步驟4：將sic混合粉末模壓成形，得到無燃料區(qū)素坯。無燃料區(qū)素坯包括上下蓋和環(huán)狀筒，厚度為2mm，與燃料區(qū)的配合間隙為0.1mm。根據(jù)具體無燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，在25mpa的壓力下模壓成形。

步驟5：將燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)復(fù)合壓制成imdp素坯。根據(jù)具體尺寸設(shè)計(jì)模具，在40mpa的壓力下模壓成形。

步驟6：在真空爐中進(jìn)行無壓燒結(jié)。首先以8/min的速率升溫至600℃并保溫1h，進(jìn)行脫脂處理，真空度5×10^-2pa。之后通以氬氣保護(hù)，壓強(qiáng)30kpa。以5℃/min的速率升溫至1800℃，保溫3h，爐冷。

步驟7：根據(jù)芯塊尺寸要求，磨去多余的無燃料區(qū)，得到最終尺寸的芯塊燃料。

實(shí)施例4：

步驟:1：按如下規(guī)格和比例稱取各粉末：sic，5μm，90wt.％；y2o3，5μm，3wt.％；al2o3，10μm，5wt.％；sio2，5μm，1.5wt.％；聚乙烯亞胺，分子量1800，0.5wt.％。將上述粉末與1.8倍質(zhì)量酒精混合，置入尼龍球磨罐中，研磨球采用氧化鋁球，球料比3:1，球磨24h得到sic漿料。將該漿料等分，一份用于包覆triso顆粒；另一份在80℃烘干24h，過篩后獲得sic混合粉末。

步驟2：將sic混合漿料通過噴霧沉積法包覆在triso顆粒上。將triso顆粒放置在震動器上滾動，并施以90℃的溫度。采用步驟一中配制的sic漿料，通過噴霧發(fā)生器形成霧狀漿料，將sic粉末沉積在triso顆粒表面。通過調(diào)整噴霧發(fā)生器的角度、張口尺寸、噴霧壓力、流速等參數(shù)，調(diào)制適宜的霧化效果。通過包覆不同質(zhì)量的sic混合粉末，可得到不同的triso體積分?jǐn)?shù)。

步驟3：將包覆完sic的triso顆粒模壓成形，得到燃料區(qū)素坯。根據(jù)燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，并在30mpa的壓力下模壓成形。

步驟4：將sic混合粉末模壓成形，得到無燃料區(qū)素坯。無燃料區(qū)素坯包括上下蓋和環(huán)狀筒，厚度為3mm，與燃料區(qū)的配合間隙為0.15mm。根據(jù)具體無燃料區(qū)尺寸要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，在30mpa的壓力下模壓成形。

步驟5：將燃料區(qū)素坯和無燃料區(qū)復(fù)合壓制成imdp素坯。根據(jù)具體尺寸設(shè)計(jì)模具，在50mpa的壓力下模壓成形。

步驟6：在真空爐中進(jìn)行無壓燒結(jié)。首先以8/min的速率升溫至600℃并保溫1.5h，進(jìn)行脫脂處理，真空度5pa。之后通以氬氣保護(hù)，壓強(qiáng)20kpa。以5℃/min的速率升溫至1850℃，保溫2h，爐冷。

步驟7：根據(jù)芯塊尺寸要求，磨去多余的無燃料區(qū)，得到最終尺寸的芯塊燃料。

本發(fā)明imdp具有抗輻照性能優(yōu)異、裂變氣體包容性好、導(dǎo)熱率高、安全性能優(yōu)異的特點(diǎn)，制備方法科學(xué)、工藝流程簡單，采用無壓燒結(jié)的方法制備imdp，在實(shí)現(xiàn)致密化的同時(shí)大幅提高制備和生產(chǎn)效率，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的目的，具備突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，但凡在本發(fā)明的主體設(shè)計(jì)思想和精神上作出的毫無實(shí)質(zhì)意義的改動或潤色，其所解決的技術(shù)問題仍然與本發(fā)明一致的，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。