Исследование посвящено оценке физико-химических характеристик высокодисперсных порошков гидроксида гадолиния, которые могут быть использованы в качестве легирующих добавок нового поколения, вводимых в малых количествах в ядерное топливо на основе UO₂. Гидроксид гадолиния осаждался из его максимально разбавленных солянокислых растворов с pH ~ 6 при постоянном перемешивании. Изучена зависимость гранулометрического состава порошков гидроксида гадолиния от концентрации осадителя. Установлено, что наиболее высокодисперсные частицы, основная масса которых представляет собой равноосные и сферические частицы размером 0,5–5,0 мкм, получают при использовании 5–10%-ного раствора гидрата аммиака, тогда как повышение концентрации NH₃·H₂O до 25 % приводит к осаждению в основном более крупных частиц и агломератов аморфного (по данным рентгенофазового анализа) Gd(OH)₃ размером до 80 мкм. Методами рентгенофазового и гравиметрического анализов установлены условия образования аморфного гидроксида гадолиния и его стабилизации переходом в моногидрат метагидроксида гадолиния, который образует кристаллический оксид гадолиния при дегидратации в две стадии с образованием линейной структуры Gd(OOH) и конечного соединения Gd₂O₃. Подтвержден хроматический эффект порошков гидроксида гадолиния — изменение окраски от белой до розово-фиолетовой при изменении условий осаждения и термического воздействия (сушка) образцов.

Работа выполнена по проекту № 2.1.1/3213 «Разработка фундаментальных основ формирования структуры и свойств таблеток из UO2 в зависимости от технологии их получения» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2010)». Коллектив авторов выражает благодарность за ценные замечания по сути работы профессору Вольдману Григорию Марковичу.

1. Баранов В. Г., Тенишев А. В., Покровский С. А., Шорников Д. П., Кузьмин Р. С. Теплофизические свойства модифицированного оксидного ядерного топлива // Научная сессия НИЯУ МИФИ. 2010. Т. 2.
2. Омельник А. П., Левенец В. В., Щур А. А. Неразрушающий контроль выгорающего поглотителя в материалах и изделиях для ядерной энергетики // Вiсник Харькiвського унiверситету. 2005. № 710. С. 104.
3. Андреев А. И., Бочаров А. В., Иванов А. Б., Либенсон Г. А. Оценка эффективности технологии топливных таблеток из порошка UO₂ с использованием модели динамики «активных» пор // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2002. № 4. С. 47–50.
4. Панов В. С., Лопатин В. Ю. Составы, технология и свойства порошковых материалов для ядерной техники. — М. : ИД МИСиС, 2008.
5. Серебренникова В. В., Алексеева Л. А. Курс химии редкоземельных элементов. — Томск : Изд-во Томского университета, 1969.
6. Мякишева Л. В., Чернова О. П., Панов В. С. Синтез и физико-химические исследования тонкодисперсных порошков гидроксида гадолиния // Сб. трудов Международной научно-практической интернет-конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2010». — Одесса, 15.10.2010.
7. Сухарев Ю. И., Белканова М. Ю. Моделирование процесса гидратации оксигидратов гадолиния и иттербия // Изв.Челябинского научного центра. 2005. Т. 29, вып. 3.
8. Сухарев Ю. И., Егоров Ю. В., Потемкин В. А. и др. Окрашивание оксигидратных гелей некоторых тяжелых металлов // Изв. Челябинского научного центра. 1999. Вып. 3.