Das thermoelektrische Potential in UO₂ und (U,Pu)O₂ und sein Einfluss auf den Sauerstofftransport im Temperaturgradienten

F. D'Annucci
1979
A b s t r a c t D1ANNUCCI, FILIPPO: DAS THERMOELEKTRISCHE POTENTIAL IN U0 2 UND {U, PU}02 UND SEIN EINFLUß AUF DEN SAUERSTOFFTRANSPORT IM TEMPERATURGRADIENTEN Messungen der thermoelektrischen Kraft werden in Proben von Uranoxid und Urin-Plutonium-Mi~choxiden bis 1800 K durchgeführt. Für die thermische ße-handlunQ der Proben wird ein induktiv beheizte Anlage benutzt. Die Temperaturen und das thermoelektrische Potential werden durch zwei Thermoelemente gemessen, die sich in zwei Löchern im
more » ... Teil der Probe befinden. Zwischen den zwei Meßpunkten entsteht eine Temperaturdifferenz von 80K. Aus den Meßwerten der thermoelektrischen Kraft wird der Seebeck-Koeffizient als Funktion· der Temperatur und des OlM Verhältnisses berechnet. Es ergibt sich, daß die elektrischen Eigenschaften dieser Oxide die eines typischen Halbleiters sind. Die Leitfähigkeit ist vom p-Typ bis zu einer bestimmten, von der Stöchiometrie abhängigen Temperatur, dann vom n-Typ. Die Seebeck-Koeffizienten werden durch eine bestimmte Aktivierungsenergie charakterisiert, die in unterstöchiometrischen und überstöchiometrischen Oxiden unabhängig von der Stöchiometrie ist. Die thermoelektrischen Kräfte zusammen mit den Gitterkräften wirken auf die Sauerstoffionen. Beide Kräfte können durch die OberfUhrungswärme von Sauerstoffionen beschrieben werden, die aus einer thermoelektrischen und einer therm ischen Komponente besteht. Der Anteil der OberfUhrungswärme, der auf den thermoelektrischen Kräften beruht, wird mit den experimentell bestimmten Werten des Seebeck-Koeffizienten berechnet und sein Beitrag an der gesamten OberfUhrungswärme diskutiert. Thermoelectric potential in U0 2 and (U,Pu)02 and its influence on oxygen migration in presence of a temperature gradient Abstract Measurements of the thermoelectric power have been carried out in sintered pellets of uranium-oxide and uranium-plutonium mixed oxides up to 1800 K. For the thermal treatment an induction furnace is used. The temperatures and the thermoelectric potential are measured with two thermocouples wich are contained in two holes in the lower end of the pellet. During the experiments a temperature difference of 80 K is maintained between the two measuring points. The Seebeck coefficients are calculated from the EMF measurements as a function of temperature and of the OlM ratio. The results show that these oxides have the typical electric properties of a classic semiconductor. The conductivity is of p-type up to a defined temperature wich is a function of the stoichiometry. The Seebeck coefficients are characterized by a defined energy of activation wich is independent from the stochiometry in the regions of hypo-and hyperstoichiometric oxides. The thermoelectric forces and the lattice forces drive ions along the temperature gradients. 80th forces can be described by the heat of transport of oxygen ions wich contains a thermoelectric and a thermal part. The thermoelectric part of the heat of transport is calculated with the values of the Seebeck coefficients and the contribution~o the total heat of transport is discussed.
doi:10.5445/ir/200013682 fatcat:g2ioylbs4bhr5a3q4tggygtsay