ISO 9279:1992
(Main)Uranium dioxide pellets - Determination of density and total porosity - Mercury displacement method
Uranium dioxide pellets - Determination of density and total porosity - Mercury displacement method
Describes the principle, the apparatus, the procedure, the expression of results and the contents of the test report.
Pastilles de dioxyde d'uranium — Détermination de la masse volumique et de la porosité totale — Méthode de déplacement du mercure
General Information
- Status
- Published
- Publication Date
- 04-Mar-1992
- Technical Committee
- ISO/TC 85/SC 5 - Nuclear installations, processes and technologies
- Drafting Committee
- ISO/TC 85/SC 5/WG 1 - Analytical methodology in the nuclear fuel cycle
- Current Stage
- 9093 - International Standard confirmed
- Start Date
- 15-Sep-2025
- Completion Date
- 13-Dec-2025
Overview
ISO 9279:1992 specifies a mercury displacement (pycnometer) method for determining the density and total porosity of sintered uranium dioxide (UO2) pellets. The standard describes the principle, required apparatus, detailed procedure, calculation of results and required test-report contents. It also notes applicability to related fuels (e.g., UO2–PuO2, UO2–Gd2O3) and to irradiated material handled in hot cells.
Key topics and technical requirements
- Principle: Pellet volume is determined by mercury displacement; mercury does not enter open pores because of surface tension. Density and total porosity are calculated from measured mass differences and mercury density at the test temperature.
- Apparatus:
- Mercury pycnometer with two chambers and a mercury receiver (glass components sealed with vacuum grease).
- Vacuum installation capable of about 1 Pa.
- Analytical balance with precision of ±0.1 mg.
- Thermometer accurate to 0.1 K.
- High‑purity mercury (≥ 99.99%).
- Sample preparation:
- Clean in acetone then ethanol.
- Dry for 1 hour under ~10 Pa vacuum.
- Minimum sample mass guidance: not less than about 1 g for handling; for accuracy the standard notes sample mass > 5 g and the pellet should occupy at least 10% of the pycnometer chamber volume.
- Procedure controls:
- Calibrate/verify balance per laboratory control plan.
- Determine empty chamber volume before each measurement (procedure uses controlled valve operations, evacuation and transfer of mercury).
- Measure mercury temperature (must not vary by more than ±0.5 K during measurement) and obtain mercury density from the provided table.
- Repeat measurements at least three times and report mean values.
- Accuracy:
- Relative standard deviation for density: about ±0.5%.
- Absolute standard deviation for total porosity: about ±0.3% (V/V) within a density range of 90–98% of theoretical UO2 density.
- Reporting: Report must reference ISO 9279, identify the sample, state the method and results, note any departures from the standard and any incidents affecting results. The theoretical density of UO2 used by the standard is 10.96 g/cm3.
Applications and users
- Who uses it: nuclear fuel manufacturers, quality control and metrology laboratories, research institutions, hot‑cell facilities and regulatory bodies involved in fuel acceptance and characterization.
- Practical value:
- Quality control of sintered UO2 pellet manufacture (sintering consistency, density specifications).
- Determination of total porosity affecting thermal conductivity, fission gas behavior and mechanical performance of fuel pellets.
- Comparative testing for process optimization, material development and irradiation experiments.
Related keywords
ISO 9279, uranium dioxide pellets, UO2 density measurement, total porosity, mercury pycnometer, pycnometry, nuclear fuel quality control, mercury displacement method.
ISO 9279:1992 - Uranium dioxide pellets -- Determination of density and total porosity -- Mercury displacement method
ISO 9279:1992 - Pastilles de dioxyde d'uranium -- Détermination de la masse volumique et de la porosité totale -- Méthode de déplacement du mercure
ISO 9279:1992 - Pastilles de dioxyde d'uranium -- Détermination de la masse volumique et de la porosité totale -- Méthode de déplacement du mercure
Frequently Asked Questions
ISO 9279:1992 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Uranium dioxide pellets - Determination of density and total porosity - Mercury displacement method". This standard covers: Describes the principle, the apparatus, the procedure, the expression of results and the contents of the test report.
Describes the principle, the apparatus, the procedure, the expression of results and the contents of the test report.
ISO 9279:1992 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 27.120.30 - Fissile materials and nuclear fuel technology. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 9279:1992 is available in PDF format for immediate download after purchase. The document can be added to your cart and obtained through the secure checkout process. Digital delivery ensures instant access to the complete standard document.
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
STANDARD
First edition
1992-03-O 1
Uranium dioxide pellets - Determination of
density and total porosity - Mercury
displacement method
Pastilles de dioxyde d’uranium - DtZtermination de la masse volumique
et de la porosite totale - MHhode de d@placement du mercure
Reference number
IS0 9279: 1992(E)
IS0 9279:1992(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an lnter-
national Standard requires approval by at least 75 % of the member
bodies casting a vote.
International Standard IS0 9279 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 85, Nuclear energy, Sub-Committee SC 5, Nuclear fuel tech-
nology.
0 is0 1992
Ail rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
international Organization for Standardization
Case Postaie 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzeri and
Printed in Switzerland
ii
IS0 9279:1992(E)
INTERNATIONAL STANDARD
Uranium dioxide pellets - Determination of density and total
- Mercury displacement method
porosity
3.4 Thermometer, for measuring the temperature
1 Scope
of mercury to the nearest 0,l K.
This International Standard describes a method for
determining the density and total porosity of
4 Procedure
sintered UO, pellets. The method can be applied to
other bodies, for example green pellets, UO,-PuO,
SAFETY PRECAUTIONS - Standard precautions
and U02--Gd,O, pellets, and also to irradiated ma- shall be observed when handling uranium dioxide
terial in hot cells. Fractured pieces of a pellet can
samples and mercury.
also be tested. The mass of the specimen should not
be less than about 1 g.
4.1 Calibration
The calibration of the balance shall be checked
2 Principle
periodically according to the control plan which de-
fines frequency and acceptable range.
The method is based on the determination of the
pellet volume by displacement of mercury which
does not penetrate the open pores due to its surface
4.2 Sample preparation and determination of
tension. The density and the total porosity are de-
its mass
termined by this volume and the mass of the pellet.
4.2.1 Wash the pellet or the pieces of a pellet in
acetone followed by ethanol.
3 Apparatus
4.2.2 Dry the sample for 1 h in a vacuum of ap-
3.1 Mercury pycnometer, consisting of two cham-
proximately 10 Pa.
bers and a mercury collection flask. The flanges of
these components of the glass apparatus are sealed
4.2.3 Determine the mass (m) of the sample to the
with vacuum grease. (See figure 1.)
nearest 0,l mg.
The sample should occupy at least 10 % of the vol-
ume of chamber II (see figure 1).
4.3 Determination of the void volume of
chamber II (see figure 1)
The purity of the mercury shall be at least 99,99 %.
NOTE 1 Excessive use of grease should be avoided to 4.3.1 Fill chamber I with sufficient mercury to ex-
prevent errors when the joint is separated for weighing.
ceed the volume of chamber II. Determine the mass
(m’,) of chamber I filled with mercury, to the nearest
3.2 Vacuum system, capable of reaching a vacuum 0,l mg.
of at least 1 Pa.
4.3,2 Assemble the mercury pycnometer with the
sealing flanges.
3.3 Balance, with an accuracy of + 0,l mg.
IS0 9279:1992(E)
4.3.5 After equilibrium pressure and temperature
4.3.3 Keep tap I closed and evacuate the
is reached, close tap I and release the mercury to
pycnometer through tap II down to approximately
the collection flask below chamber II.
1 Pa, after connecting
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1992-03-O 1
Pastilles de dioxyde d’uranium - Détermination
de la masse volumique et de la porosité
totale - Méthode de déplacement du mercure
Uranium dioxide pellets - Determination of density and total
porosiîy - Mercury displacement method
Numéro de référence
ISO 9279: 1992(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9279 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 5, Technologie du
combustible nucléaire.
0 ISO 1992
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
NORME INTERNATIONALE ISO 9279:1992(F)
Pastilles de dioxyde d’uranium - Détermination de la masse
volumique et de la porosité totale - Méthode de déplacement
du mercure
NOTE 1 Il convient d’éviter toute utilisation excessive
1 Domaine d’application
de la graisse pour empêcher des erreurs lors de la sépa-
ration du joint pour le pesage.
La présente Norme internationale décrit une mé-
i
<
thode pour la détermination de la masse volumique
3.2 Installation de vide, capable de créer un vide
et de la porosité totale de pastilles frittées de UO,.
d’au moins 1 Pa’.-
.I
La méthode peut également s’appliquer à d’autres
,
substances, par exemple, pastilles de UO,-PuO, et
3.3 Balance, précise à + 0,l mg près.
-
pastilles de UO,-Gd,O, ainsi qu’à du matériel irra-
dié dans des cellules chaudes. On peut aussi tester
3.4 Thermomètre, pour mesurer la température du
des parties fracturées d’une pastille. La masse de
mercure au 0,l K le plus proche.
l’éprouvette ne doit pas être inférieure à 1 g envi-
ron.
4 Mode opératoire
2 Principe
MESURES DE SÉCURITÉ - Les précautions habi-
tuelles doivent être respectées lors de la manipu-
La méthode est basée sur la détermination du vo-
lation d’écha’ntilions de dioxyde d’uranium ou lors
lume de la pastille par le déplacement du mercure
de la manipulation de mercure.
qui ne pénètre pas à travers les pores ouverts à
cause de sa tension superficielle. La masse volumi-
4.1 Étalonnage
que et la porosité totale sont déterminées par ce
I
volume et la masse de la pastille.
L’étalonnage de la balance doit être effectué pério-
diquement selon .le plan de contrôle qui définit la
fréquence et la plage acceptable.
3 Appareillage
4.2 Prépar&lon de l’échantillon et
3.1 Pycnomètre à mercure, constitué de deux
détermintition de sa masse
chambres et d’un ballon récepteur de mercure. Les
joints d’étanchéité de ces composants de l’appa-
4.2.1 Laver la pastille ou les parties d’une pastille
reillage en verre sont rendus étanches à l’aide de
dans de I’acetone et ensuite dans de I’éthanol.
graisse pour vide. (Voir figure 1.)
4.2.2 Sécher l’échantillon pendant 1 h dans un vide
L’échantillon doit occuper au moins 10 % du volume
d’environ 10 Pa.
de la chambre Il (voir figure 1).
La pureté du mercure doit être au moins de 4.2.3 Déterminer la masse de l’éprouvette d’essai
99,99 %.
(m) au 0,l mg le plus proche.
4.3 Détermination du volume vide de la 4.3.4 Refermer le robinet II et ouvrir le robinet I
afin de remplir le volume vide de la chambre II avec
chambre II du pycnomètre (voir figure 1)
du mercure en provenance de la chambre 1.
4.3.1 Remplir la chambre l de mercure de quantité
suffisante pour que le volume de la chambre Il soit
dépassé. Déterminer la masse de la chambre I
4.3.5 Une fois la pression et la température
(ml,), remplie de mercure, au 0,l mg le plus proche.
d’équilibre atteintes, refermer le robinet 1 et laisser
échapper le mercure dans le ballon récepteur situé
4.3.2 Monter le pycnomètre à mercure avec les
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1992-03-O 1
Pastilles de dioxyde d’uranium - Détermination
de la masse volumique et de la porosité
totale - Méthode de déplacement du mercure
Uranium dioxide pellets - Determination of density and total
porosiîy - Mercury displacement method
Numéro de référence
ISO 9279: 1992(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9279 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 5, Technologie du
combustible nucléaire.
0 ISO 1992
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
NORME INTERNATIONALE ISO 9279:1992(F)
Pastilles de dioxyde d’uranium - Détermination de la masse
volumique et de la porosité totale - Méthode de déplacement
du mercure
NOTE 1 Il convient d’éviter toute utilisation excessive
1 Domaine d’application
de la graisse pour empêcher des erreurs lors de la sépa-
ration du joint pour le pesage.
La présente Norme internationale décrit une mé-
i
<
thode pour la détermination de la masse volumique
3.2 Installation de vide, capable de créer un vide
et de la porosité totale de pastilles frittées de UO,.
d’au moins 1 Pa’.-
.I
La méthode peut également s’appliquer à d’autres
,
substances, par exemple, pastilles de UO,-PuO, et
3.3 Balance, précise à + 0,l mg près.
-
pastilles de UO,-Gd,O, ainsi qu’à du matériel irra-
dié dans des cellules chaudes. On peut aussi tester
3.4 Thermomètre, pour mesurer la température du
des parties fracturées d’une pastille. La masse de
mercure au 0,l K le plus proche.
l’éprouvette ne doit pas être inférieure à 1 g envi-
ron.
4 Mode opératoire
2 Principe
MESURES DE SÉCURITÉ - Les précautions habi-
tuelles doivent être respectées lors de la manipu-
La méthode est basée sur la détermination du vo-
lation d’écha’ntilions de dioxyde d’uranium ou lors
lume de la pastille par le déplacement du mercure
de la manipulation de mercure.
qui ne pénètre pas à travers les pores ouverts à
cause de sa tension superficielle. La masse volumi-
4.1 Étalonnage
que et la porosité totale sont déterminées par ce
I
volume et la masse de la pastille.
L’étalonnage de la balance doit être effectué pério-
diquement selon .le plan de contrôle qui définit la
fréquence et la plage acceptable.
3 Appareillage
4.2 Prépar&lon de l’échantillon et
3.1 Pycnomètre à mercure, constitué de deux
détermintition de sa masse
chambres et d’un ballon récepteur de mercure. Les
joints d’étanchéité de ces composants de l’appa-
4.2.1 Laver la pastille ou les parties d’une pastille
reillage en verre sont rendus étanches à l’aide de
dans de I’acetone et ensuite dans de I’éthanol.
graisse pour vide. (Voir figure 1.)
4.2.2 Sécher l’échantillon pendant 1 h dans un vide
L’échantillon doit occuper au moins 10 % du volume
d’environ 10 Pa.
de la chambre Il (voir figure 1).
La pureté du mercure doit être au moins de 4.2.3 Déterminer la masse de l’éprouvette d’essai
99,99 %.
(m) au 0,l mg le plus proche.
4.3 Détermination du volume vide de la 4.3.4 Refermer le robinet II et ouvrir le robinet I
afin de remplir le volume vide de la chambre II avec
chambre II du pycnomètre (voir figure 1)
du mercure en provenance de la chambre 1.
4.3.1 Remplir la chambre l de mercure de quantité
suffisante pour que le volume de la chambre Il soit
dépassé. Déterminer la masse de la chambre I
4.3.5 Une fois la pression et la température
(ml,), remplie de mercure, au 0,l mg le plus proche.
d’équilibre atteintes, refermer le robinet 1 et laisser
échapper le mercure dans le ballon récepteur situé
4.3.2 Monter le pycnomètre à mercure avec les
...
Questions, Comments and Discussion
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