Metallografische Präparation von Uran-Molybdän

Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)

• Motivation
• Der Kernbrennstoff des FRM II
• Die Umrüstung des FRM II
• Ziel der Bachelorarbeit
• Theoretische Grundlagen
• Grundbegriffe der Metallographie
• Eigenschaften von Uran und Uran - Molybdän
• Probenpräparation
• Probenentnahme
• Einbetten
• Schleifen und Polieren
• Ätzen
• Metallographische Präparation
• Vorversuche an inaktiven Proben
• Herstellung der Proben
• Sägen und Schmelzen
• Homogenisieren und Ausglühen
• Einbetten der Proben
• Vakuumeinbetten
• Elektrische Kontaktierung der Proben
• Mechanische Präparation von Uran - Molybdän
• Experimentelle Vorgehensweise
• Zweistufige Diamantpolitur
• Oxidpolitur
• Analyse nach der Endpolitur
• Ätzen von Uran - Molybdän
• Anlaÿätzen
• Ätzrezept für Uran - Legierungen
• Ätzrezept für Uran - Molybdän
• Elektrolytisches Ätzen
• Vergleich und Zusammenfassung der Ätzverfahren
• Präparation von unlegiertem Uran
• Polierrezept
• Oxidation
• Fazit
• Zusammenfassung und Ergebnisse
• Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)

Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der metallographischen Präparation der Legierung Uran - Molybdän, die als zukünftiger Kernbrennstoff des FRM II in Frage kommt. Die Arbeit verfolgt das Ziel, ein geeignetes Polierrezept für Uran - Molybdän zu entwickeln, das die metallographische Gefügestruktur aufdeckt. Hierzu werden systematisch verschiedene Präparationstechniken getestet und anschlieÿend verglichen. Ziel ist es, für die verschiedenen Phasenzusammensetzungen der Legierung Uran - Molybdän geeignete Präparationsverfahren zu finden, die eine fehlerfreie Präparation gewährleisten.

• Entwicklung geeigneter Polierrezepte für Uran - Molybdän
• Vergleich verschiedener Präparationstechniken für die verschiedenen Phasenzusammensetzungen der Legierung Uran - Molybdän
• Sicherstellung einer fehlerfreien Präparation
• Kontrastierung der metallographischen Gefügestruktur
• Analyse der Proben mit verschiedenen Methoden

Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)

Kapitel 1: Die Motivation der Arbeit wird anhand der geplanten Umrüstung des FRM II auf einen Kernbrennstoff mit niedrigerem Anreicherungsgrad erläutert. Die Legierung Uran - Molybdän wird als vielversprechender Kandidat für diese Umrüstung vorgestellt und die Notwendigkeit einer metallographischen Präparation zur weiteren Untersuchung dieser Legierung wird hervorgehoben.

Kapitel 2: Dieses Kapitel beschäftigt sich mit den theoretischen Grundlagen der Metallographie und der Probenpräparation. Es werden wichtige Begriffe, wie z.B. Gefüge, Phasen, Korngrenzen, Allotropie und Polymorphie erläutert. Die Eigenschaften von Uran und Uran - Molybdän werden dargestellt und die einzelnen Schritte der Probenpräparation werden detailliert beschrieben.

Kapitel 3: Dieses Kapitel beschreibt die Herstellung und die Präparation der Proben aus Uran und Uran - Molybdän. Es werden zunächst die Vorversuche an inaktiven Proben erläutert, die als Surrogate für die radioaktiven Proben dienen. Anschlieÿend wird die Herstellung der Proben aus Uran - Molybdän und Uran detailliert beschrieben. Die verschiedenen Präparationstechniken, wie z.B. Planschleifen, Feinschleifen, Diamantpolieren und Oxidpolieren werden vorgestellt. Die Ergebnisse der einzelnen Präparationsverfahren werden in Bezug auf die aufgedeckte Gefügestruktur und auftretende Präparationsfehler bewertet. Das Kapitel beschlieÿt mit einer Diskussion der verschiedenen chemischen und elektrolytischen Ätzverfahren.

Kapitel 4: Das Kapitel fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und zeigt die Bedeutung der entwickelten Präparationsverfahren für weiterführende wissenschaftliche Arbeiten auf. Der Ausblick gibt Hinweise auf zukünftige Forschungsmöglichkeiten und die mögliche Weiterentwicklung der Präparationsmethoden.

Schlüsselwörter (Keywords)

Die wichtigsten Schlüsselwörter dieser Arbeit sind: Uran - Molybdän, Kernbrennstoff, FRM II, Metallographie, Probenpräparation, Polierrezept, Gefügestruktur, Dendritenstruktur, Widmanstätten - Struktur, Anlaÿätzen, elektrolytisches Ätzen.