En la actualidad se busca internacionalmente desarrollar y calificar combustibles de muy alta densidad de U para reactores de investigación de muy alto flujo neutrónico. En Argentina existen distintas líneas en desarrollo en combustibles dispersos y monolíticos. En particular se está desarrollando un combustible monolítico U(Mo)/Zry-4. En paralelo, se inició la fabricación de miniplacas monolíticas U(Zr,Nb)/Zry-4.

Como parte de esta última línea de investigación, se fabricaron 10 aleaciones con densidades de U entre 7-10 gU/cm³. Se homogenizaron en fase ?U(Zr,Nb) mediante tratamientos isotérmicos a 850°C, durante 1 y 24 h, finalizados por templado. Luego, se identificaron las transformaciones de fase estudiando la variación de la resistividad eléctrica en enfriamientos controlados. Estos resultados permitieron estimar una concentración umbral de Nb necesaria para retener mayoritariamente la fase ?U(Zr,Nb) [3]. Se seleccionó la concentración U-33Zr-6Nb (%p/p) para fabricar los núcleos de cuatro miniplacas y se realizó la primera etapa de caracterización [4]. La presencia de precipitados ricos en Zr en el núcleo, antes y después de la laminación, exigió una caracterización de las fases minoritarias que presentan las 10 aleaciones estudiadas previamente. El objetivo es relacionar la presencia de estos precipitados con la etapa del proceso térmico en la que se forman, es decir, durante el proceso de fundición de la aleación, el tratamiento térmico y/o el proceso de templado.

En este trabajo se presentan los resultados de la caracterización de dichos precipitados. Como conclusión principal se destaca que la fase ?Zr se identificó en las 10 aleaciones. Es posible asociar la morfología del precipitado a la etapa en la que se formó. Los precipitados con morfología dendrítica se asocian con la etapa de fundición de la aleación, los precipitados tipo aguja se asocian con el proceso de templado y los precipitados tipo disco y placa se producen como consecuencia del tratamiento térmico.

1. E.E. Pasqualini, “Dispersed (Coated Particles) and Monolithic (Zircalloy-4 Cladding) UMo Miniplates” Anales de la XXVII reunión internacional Reduced Enrichment for Research and Test Reactors (RERTR), 2005.
2. M. López, B. Pichetti, et al. “CNEA developments in U-Mo-Zry-4 miniplates and plates fabrication process” Anales de la conferencia Fuel of European Research Reactor Conference (RRFM) 2013, p.18-22.
3. C.L. Komar Varela, L.M. Gribaudo, R.O. González, S.F. Aricó, "Transformation behavior of the ?U(Zr,Nb) phase under continuous cooling conditions", Journal of Nuclear Materials, Vol. 453 (2014), p. 124–130
4. C.L.Komar Varela, M. López, L.M. Gribaudo, R.O. González, S.F. Aricó, “Desarrollo de miniplacas monolíticas U(Zr,Nb). Primera etapa”, Anales SAM/CONAMET, 2013, T13C21