تهیه پودر Li2TiO3 به روش سنتز احتراقی برای استفاده به عنوان زایشگر تریتیوم در راکتور گداخت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده نانو، دانشگاه سیستان و بلوچستان ، صندوق پستی 987-98155، زاهدان- ایران

2 استادیار دانشگاه سیستان و بلوچستان

3 گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، صندوق پستی 987-98155، زاهدان- ایران

چکیده

کاربرد Li2TiO3 به عنوان زایشگر تریتیوم در راکتور گداخت از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. هدف از این پژوهش تهیه پودر Li2TiO3 از طریق یک روش مقرون به صرفه و کارآمد بود. بدین منظور این ماده از روش جدید احتراقی محلول در حالت انفجاری تهیه شد. در این روش مقدار اسید نیتریک به‌عنوان اکسنده و نوع سوخت نقش کلیدی دارند. مقدار مصرف اسید نیتریک و اثر سوخت‌‎های اسید سیتریک، گلایسین و گلوکز مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی عامل سوخت نشان داد که استفاده از اسید سیتریک منجر به سنتز Li2TiO3 شد. استفاده از گلایسین سبب سنتز این ماده به همراه ناخالصی عمده TiO2 شد. گلوکز نیز به‌طورکلی نمی‌تواند منتهی به تهیه Li2TiO3 شود. مقدار بهینه اسید نیتریک به ازای هر مول سوخت مصرفی تعیین شد. استفاده کمتر از مقدار بهینه منجر به ناقص انجام شدن واکنش احتراق شد. استفاده بیشتر از مقدار بهینه نیز سبب بجا ماندن ناخالصی LiTiO2 شد. با استفاده از سوخت اسید سیتریک و استفاده از 11/0 لیتر اسید نیتریک به ازای هر مول سوخت، پودر Li2TiO3 خالص و تک فاز با موفقیت تهیه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Preparation of Li2TiO3 Powder via Solution Combustion Synthesis for Using in Fusion Reactor as Tritium Breeder

نویسندگان [English]

  • Hoora Kaspour 1
  • Ahmad Reza Abbasian 2
  • Mahdi Shafiee Afarani 3
1 Department of Nanotechnology, University of Sistan and Baluchestan, P.O. BOX: 98155-987, Zahedan, Iran.
3 Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, P. O. BOX: 98155-987, Zahedan, Iran.
چکیده [English]

Li2TiO3 as a tritium breeder has significant role in nuclear fusion reactors. The aim of this study, was the synthesis of Li2TiO3 powder by solution combustion in explosive mode as an inexpensive and efficient method. Fuel type and nitric acid, as oxidizer, have vital roles in this method. Hence, the effect of nitric acid content and citric acid, glucose and glycine fuels were investigated. Results showed that the use of glucose fuel was not appropriate, because the combustion didn't occur and desired phase was not synthesized. Moreover, synthesis in the presence of glycine fuel led to the synthesis of the desired product, but no pure single-phase product was obtained. Contrary to the two mentioned fuels, citric acid was a suitable fuel for the synthesis of Li2TiO3 by solution combustion method, which resulted to a single-phase product. The optimum amount of nitric acid was determined to be 0.11 liters per mole of fuel. Using more than the optimal amount of nitric acid also results in LiTiO2 impurities being left. While using less than the optimal amount resulted in incomplete combustion reaction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fusion reactors
  • Tritium breeder
  • Solution combustion synthesis
  • Fuel type
  • Li2TiO3