GB/T 11927-2025 二氧化铀芯块密度和开口孔隙度的测定 液体浸渍法

　　ICS 27. 120 CCS F 46

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 11927—2025代替 GB/T 11927—1989

　　二氧化铀芯块密度和开口孔隙度的测定

　　液体浸渍法

　　Determination ofdensity and volume fraction ofopen porosityin uranium

　　dioxidepellets—Penetration immersion method

　　2025-10-05发布 2025-10-05实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 11927—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 方法原理 1

　　5 试剂和材料 1

　　6 仪器设备 1

　　7 样品 1

　　8 试验步骤 2

　　9 试验数据处理 2

　　10 精密度 3

　　11 记录 3

　　附录 A (资料性) 试验装置示意图 4

　　附录 B (资料性) 水在不同温度下的密度 6

　　参考文献 7

　　Ⅰ

　　GB/T 11927—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 11927—1989《二 氧 化 铀 芯 块 密 度 和 开 口 孔 隙 度 的 测 定 液 体 浸 渍 法》。 与GB/T 11927—1989相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　— 删除了沸水法(见 1989年版的 5. 1) ;

　　— 更改了浸渍液体(见 5. 1,1989年版的 3. 1) ;

　　— 删除了闭口孔隙度计算相关内容(见 1989年版的第 6章) ;

　　— 增加了 “样品 ”一章(见第 7章) ;

　　— 更改了试验步骤(见第 8章 ,1989年版的 5. 2) ;

　　— 更改了干燥条件(见 8. 1,1989年版的 5. 1. 1) ;

　　— 更改了真空度参数(见 8. 2,1989年版的 5. 2. 2. 1) ;

　　— 更改了测定的密度为体积密度(见 9. 1,1989年版的第 6章) ;

　　— 增加了 “记录 ”一章(见第 11章) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国核能标准化技术委员会(SAC/TC58)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 中国核动力研究设计院 、中核建中核燃料元件有限公司 、中核四 ○四有限公司 、核工业标准化研究所 。

　　本文件主要起草人 :王国华 、唐文磊 、杨超平 、刘剑锋 、喻佳敏 、郑娜 、李艺 、秦毅 、郭晋轩 、宁伟 、简敏 、赵峰 、邓世仪 、黄海 、李懿格 、韩金卉 、赵苏宇 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 1989年首次发布为 GB/T 11927—1989;

　　— 本次为第一次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 11927—2025

　　二氧化铀芯块密度和开口孔隙度的测定

　　液体浸渍法

　　1 范围

　　本文件描述了液体浸渍法测定二氧化铀芯块体积密度和开口孔隙度的试剂和材料 、仪器设备 、样品 、试验步骤 、试验数据处理 、精密度和记录等内容 。

　　本文件适用于二氧化铀芯块体积密度和开口孔隙度的测定 ,其他核燃料烧结体 , 如 UO2-PuO2 芯块 、UO2-Gd2 O3 芯块参考使用 。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件 。

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义 。

　　4 方法原理

　　用天平测定干燥芯块 在 空 气 中 的 质 量 。 通 过 抽 真 空 使 芯 块 表 面 开 口 孔 内 的 空 气 排 出 , 加 入 浸 渍液 ,使开口孔充满浸渍液 。分别测定开口孔充满浸渍液后芯块在浸渍液和在空气中的质量 。根据阿基米德定律 ,计算芯块的体积密度和开口孔隙度 。

　　5 试剂和材料

　　5. 1 浸渍液 :蒸馏水或去离子水 ,或分析纯的无水乙醇 、聚乙二醇和四氯化碳等 。

　　5.2 无绒的亚麻布或其他类似物 。

　　6 仪器设备

　　6. 1 密度测定天平 :分度值 0. 1 mg,含密度测定套件和玻璃容器 ,结构示意图见附录 A 中图 A. 1。

　　6.2 干燥箱 :可使用温度不低于 150 ℃ ,控温精度 ±5 ℃ 。

　　6.3 干燥器 。

　　6.4 真空装置 :真空度优于 10Pa,精度 ±2Pa,结构示意图见图 A. 2。

　　6.5 温度计 :分度值 0. 1 ℃ 。

　　7 样品

　　样品为二氧化铀芯块 ,体积不宜小于 0. 4 cm3 。若样品的体积小于 0. 4 cm3 ,可将几个样品合在一起

　　1

　　GB/T 11927—2025

　　测试 ,但每个样品的体积不小于 0. 04 cm3 。样品表面没有明显的破碎和裂纹 ,且表面无污染 。

　　8 试验步骤

　　8. 1 干燥样品的质量(md)测定

　　将样品在干燥箱 100 ℃ ±5 ℃下至少干燥 2 h,取出后在干燥器内冷却至室温 。称量样品在空气中的质量 ,精确至 0. 1 mg,记为 md。

　　8.2 样品(8. 1)浸渍

　　把样品(8. 1)放入真空装置的烧杯中 。 打开真空泵 ,使真空装置内的压力降至 10 Pa以下 ,并继续抽气 1 h。关闭真空泵 ,打开储液箱阀门 , 向烧杯中注入浸渍液 ,至液面完全浸没样品后 ,关闭储液箱阀门 。打开排气 口 ,将烧 杯 在 空 气 中 静 置 1 h, 使 浸 渍 液 的 温 度 恢 复 至 室 温 , 获 得 开 口 孔 充 满 浸 渍 液 的样品 。

　　8.3 样品(8. 2)在浸渍液中的质量(mi)测定

　　将密度测定套件的吊篮置于盛有浸渍液的玻璃容器中 ,将样品(8. 2) 放置在容器底部 ,样品表面应无气泡附着 ,将天平调零 。然后将样品转移至吊篮里 ,称量样品完全浸没时的质量 ,精确至 0. 1 mg,记为 mi。

　　8.4 样品(8. 3)在空气中的质量(ms)测定

　　从浸渍液中取出样品(8. 3) ,用湿润的亚麻布或其他类似物将样品表面的液体擦除 。立即称量样品在空气中的质量 ,精确至 0. 1 mg,记为 ms。

　　8.5 浸渍液密度的确定

　　记录浸渍液的温度 。蒸馏水和去离子水的密度可实测或参考附录 B 中表 B. 1 确定 。其他浸渍液的密度 ,可参考 GB/T 611确定 。

　　9 试验数据处理

　　9. 1 体积密度

　　体积密度按公式(1)计算 。

　　ρb -i ……………………( 1 )

　　式中 :

　　ρb — 体积密度 ,单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　md— 干燥样品的质量 ,单位为克(g) ;

　　ms— 开口孔充满浸渍液的样品在空气中的质量 ,单位为克(g) ;

　　mi— 开口孔充满浸渍液的样品在浸渍液中的质量 ,单位为克(g) ;

　　ρ — 浸渍液在试验温度下的密度 ,单位为克每立方厘米(g/cm3 ) 。

　　结果保留小数点后两位 。

　　9.2 开口孔隙度

　　开口孔隙度按公式(2)计算 。

　　2

　　GB/T 11927—2025

　　……………………( 2 )

　　式中 :

　　φop— 开口孔隙度 , % 。

　　结果保留小数点后两位 。

　　10 精密度

　　测定 UO2 芯块体积密度的相对标准偏差优于 0. 1% ,测定 UO2 芯块开口孔隙度的绝对标准偏差优于 0. 05% 。

　　11 记录

　　记录至少应包括以下内容 :

　　— 样品编号 ;

　　— 试验日期 ;

　　— 浸渍液名称 、温度和密度 ;

　　— 试验结果 。

　　3

　　GB/T 11927—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　试验装置示意图

　　A. 1 密度测定套件和玻璃容器见图 A. 1。

　　标引序号说明 :

　　1— 带托盘的支架 ;

　　2— 吊篮 ;

　　3— 玻璃容器 ;

　　4— 浸渍液 ;

　　5— 样品 ;

　　6— 温度计 ;

　　7— 电子天平托盘 ;

　　8— 玻璃容器支架 。

　　图 A. 1 密度测定套件和玻璃容器示意图

　　A.2 用于样品浸渍的真空装置见图 A. 2。

　　4

　　GB/T 11927—2025

　　标引序号说明 :

　　1— 储液箱 ;

　　2— 排气 口 ;

　　3— 真空装置外壳 ;

　　4— 烧杯 ;

　　5— 真空计或压力表 ;

　　6— 真空泵 ;

　　7— 样品 。

　　图 A.2 真空装置示意图

　　5

　　GB/T 11927—2025

　　附 录 B

　　(资料性)

　　水在不同温度下的密度

　　表 B. 1 为公式(1)中以蒸馏水或去离子水作为浸渍液时密度 ρ 的值 。

　　表 B. 1 水在不同温度下的密度

　　温度℃

　　密度 ρ g/cm3

　　10

　　0. 999 7

　　11

　　0. 999 6

　　12

　　0. 999 5

　　13

　　0. 9994

　　14

　　0. 999 2

　　15

　　0. 999 1

　　16

　　0. 998 9

　　17

　　0. 9988

　　18

　　0. 998 6

　　19

　　0. 9984

　　20

　　0. 9982

　　21

　　0. 9980

　　22

　　0. 997 8

　　23

　　0. 997 5

　　24

　　0. 997 3

　　25

　　0. 9970

　　26

　　0. 996 8

　　27

　　0. 996 5

　　28

　　0. 996 2

　　29

　　0. 995 9

　　30

　　0. 995 6

　　6

　　GB/T 11927—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 611—2021 化学试剂 密度测定通用方法

　　[2] GB/T 25995—2010 精细陶瓷密度和显气孔率试验方法

　　[3] ISO 9278: 2008 Nuclear energy—Uranium dioxide pellets—Determination of density and volume fraction ofopen and closed porosity

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