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2013年新品密度计
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二氧化铀芯块密度和开口孔隙度
的测定 液体浸渍法
Uranium dioxide pellets-
Determination of density and amount of
open por06ity--Penetration immersion method
1 主题内容与适用范围
本标准规定了液体浸渍法测定U02芯块密度和开口孔隙度的试验方法、浸渍装置、渗透条件和计算。
本标准适用于测定烧结U02芯块的密度和开口孔隙度，其他核燃料烧结体也可参照采用。例如，U02-PuO2，U02-Gd203芯块。
2方法提要
本标准用水和二甲苯作浸渍液，通过测量试样的干燥质量，饱和质量和悬浮质量来计算芯块密度和开口孔隙度．
3试剂和材料
3.1 二甲苯C6H4(CH3)2 分析纯。
3.2蒸馏水。
3.3吊篮。用直径0.2-—
3.4 不锈钢丝圈或挂丝。测量悬浮质量时用来悬挂并支撑浸渍液里的样品。选用尽可能细的不锈钢丝为佳。
3.5亚麻布或绸布一块。
3.6水银温度计。准确至
4设备
4.1分析天平，感量
4.2真空干燥箱．能控制温度在150士
4.5真空浸渍装置。见图l。
5测量步骤
图l 真空浸渍装置
5.1沸水法
芯块在真空干燥箱里于
把芯块放在金属吊篮里，置于有蒸馏水的容器里煮沸5h。试样之间，吊篮与容器之间均应保持分离，试样要始终浸没在水里．煮沸5h后，让芯块冷却至室温，浸泡12h后再称重．
5.2二甲苯浸渍法
按照
图2 二甲苯的密度随温度变化关系
按照
按照
6测量结果的计算
根据实验测定的芯块干燥质量m0．悬浮质量m1和饱和质量m2，可由下列公式求得芯块表观体积V，开口孔体积Vop和闭口孔体积Vcp。
（1）
式中：V——芯块表观体积，cm3；
m2——饱和质量，g；
m1——悬浮质量．g；
ρ1——浸渍液体在测量温度下的密度，g/cm3。
（2）
式中：Vop——开口孔体积，cm3；
m0——干燥质量．g。
（3）
式中：Vcp——闭口孔体积．cm3；
ρ0～UO2——UO=的理论密度，
由式(1)～式(3)可推导出式(4)～式(7)。计算UO2芯块密度ρUO2,、总气孔度Ptot、开口孔隙度Pop、闭口孔隙度Pcp。
（4）
式中：
——U02芯块密度,g/cm3．
（5）
式中：Ptot——总孔隙度,vol%．
（6）
式中：PoP——开口孔隙度，vol%．
（7）
式中：PcP——闭口孔隙度，vol%．
开口孔占总气孔的相对百分数由式(8)计算：
(8)
7精密度
沸水法测定UO2芯块密度的相对标准偏差是±0.1%。二甲苯浸渍法测定UO2芯块密度的相对标准偏差是±0.05%．测定开口孔隙度的绝对标准偏差是士0.05%(体积百分数)。
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