Enstitümüzde, nükleer güç teknolojisine giren ülkemizin ihtiyaçları doğrultusunda konvansiyonel ve ileri nükleer yakıt çevrimi proseslerinin araştırılmasına yönelik çalışmalar yürütülmektedir. Bu çerçevede genel olarak nükleer yakıt hammadde eldesi, yakıt peletlerinin fiziksel üretimi ve üretilen yakıtın karakterizasyon işlemleri üzerine çalışılmaktadır. Başlıca araştırma konularımız şunlardır:
- Uranyum dioksit (UO2), toryum dioksit (ThO2) ve uranyum–toryum dioksit ((U,Th)O2) nükleer yakıtlarının konvansiyonel ve ileri nükleer yakıt çevrim teknolojileriyle üretimleri ve karakterizasyonları
- Seramik-metal (Cer-met) nükleer yakıt üretimleri ve karakterizasyonları
UO2 ve ThO2 Nükleer yakıtlarının termal kararlılık testleri - Yanabilir–soğuruculu nükleer yakıtlarının konvansiyonel ve ileri nükleer yakıt çevrim teknolojileriyle üretimleri ve karakterizasyonları
Inert matriks nükleer yakıt çalışmaları - Sol-gel yöntemiyle nükleer yakıt üretim çalışmaları
- Uranyum-toryum sıvı atık işleme çalışmaları
Nükleer yakıt hammaddesi eldesi ve nükleer yakıt çevrimi için NYMB’de kullanılan teknikler Amonyum diuranat (ADU) ve Amonyum uranil karbonat (AUC) konvansiyonel prosesleri ve sol-jel yöntemleridir.
Üretilen nükleer yakıt hammaddesi istenilen bileşim ve geometrilerde presleme yoluyla şekillendirilerek ham nükleer yakıt peletleri elde edilmektedir. Ham peletler uygun termodinamik koşullarda sinterleme işlemine (ısıl işlem) tabi tutularak nükleer reaktörlerde kullanılabilecek niteliklerde yakıt üretimi gerçekleştirilmektedir. Proses kademelerinin tamamında kalite kontrol ve karakterizasyon çalışmaları yapılmakta ve elde edilen ara ve nihai ürünlerin özellikleri, standartlara uygun olup olmadıkları belirlenmekte, gerektiğinde proses değişikliklerine gidilmektedir.
Kalite kontrol ve karakterizasyon çalışmalarında, Uranyum, Toryum gibi radyoaktif maddelerin düşük konsantrasyonlu analizlerinde, safsızlık analizlerinde ve izotopik oran analizlerinde ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer) analiz sistemi kullanılmaktadır. Yüksek konsantrasyonda Uranyum içeren örneklerde ise Uranyum analizi potansiyometrik titrasyon yöntemi ile yapılmaktadır. Nükleer yakıtlarda, yakıt davranışını etkileyen önemli parametrelerden olan C, S, N, O ve H element analizleri de bu analizler için geliştirilmiş cihazlarla gerçekleştirilmektedir.
Malzeme karakterizasyonu çalışmalarında ise kristal yapı için XRD (X Işını Kırınım), malzeme yapısı için SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve TGA-TMA (Termal Gravimetrik-Termal Mekanik Analiz), iletkenlik ölçümlerinde LFA (Lazer Flash Analiz), yoğunluk tayinlerinde Helyum piknometre, porozite tayinlerinde civalı porozimetre, yüzey alanı tayinlerinde BET tabanlı yüzey alan ölçüm cihazı kullanılmaktadır.
Enstitümüzde, talep halinde mevcut laboratuvar imkanlarımız çerçevesinde analiz ve değerlendirme hizmetleri sunulmaktadır.
