研究目的
利用高频声学显微镜测定高燃耗二氧化铀核燃料的孔隙率和杨氏模量，并将这些特性与维氏显微压痕法获得的局部燃耗分布和硬度数据进行关联。
研究成果
通过声学显微镜测量的孔隙率与通过扫描电子显微镜图像分析计算的结果一致。杨氏模量在所研究的径向位置对应的燃耗范围内未显示出显著变化。沿相同分数径向位置测量的硬度值与杨氏模量呈现相同趋势。所研究半径范围内的H/E比值保持恒定。
研究不足
该技术在90 MHz下的空间分辨率大于RIM区域的宽度（在此样品中为100-200微米），因此研究仅限于样品最外围区域附近的区域。
1：实验设计与方法选择：
采用高频声学显微镜研究高燃耗UO2燃料芯块的径向孔隙率和弹性特性变化。通过压电换能器产生超声波，经耦合液（甲醇）传输后聚焦于样品。弹性特性与瑞利表面波速度（VR）相关联。
2：样品选择与数据来源：
对燃耗量为67 GWd/tU的UO2芯块进行表征。将芯块嵌入环氧树脂后研磨抛光，获得平整光滑的表面。
3：实验设备与材料清单：
安装在JRC-ITU热室中的声学显微镜、屏蔽型JEOL 6400?扫描电子显微镜、MaxView?软件包、ImagePro Analyzer 7.0?、Micro-Duromat 4000E显微维氏硬度计、屏蔽型LEICA Telatom 3光学显微镜。
4：0?、Micro-Duromat 4000E显微维氏硬度计、屏蔽型LEICA Telatom 3光学显微镜。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：使用甲醇作为耦合液在90 MHz频率下进行声学显微镜检测。测量不同径向位置的VR值。通过SEM图像分析测定孔隙率。根据VR测量值计算杨氏模量。沿芯块检测半径方向进行维氏显微硬度测试。
5：数据分析方法：
将声学显微镜获得的孔隙率数据与SEM图像分析结果进行对比。将杨氏模量与局部燃耗分布及硬度径向分布数据进行关联分析。
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JEOL 6400
6400
JEOL
Scanning electron microscope used for quantitative image analysis.
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LEICA Telatom 3
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LEICA
Shielded optical microscope used for acquiring optical images and performing microhardness tests.
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MaxView
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Software package used for quantitative image analysis.
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MediaCybernetics
Software used for processing images with a magnification of 500× and spatial resolution of 0.15 μm.
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Micro-Duromat 4000E
4000E
Microhardness Vickers tester used for performing room temperature Vickers microhardness tests.
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