JPH01148994A - 混合酸化物（Ｕ，Ｐｕ）Ｏ↓２ベースの核燃料ペレットの製造方法 - Google Patents
混合酸化物（Ｕ，Ｐｕ）Ｏ↓２ベースの核燃料ペレットの製造方法Info
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- JPH01148994A JPH01148994A JP63269276A JP26927688A JPH01148994A JP H01148994 A JPH01148994 A JP H01148994A JP 63269276 A JP63269276 A JP 63269276A JP 26927688 A JP26927688 A JP 26927688A JP H01148994 A JPH01148994 A JP H01148994A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に軽水炉及び重水炉、殊に加圧水型原子炉
に有用な混合酸化物（Ｕ、Ｐｕ）Ｏ□ベースの核燃料ペ
レットの製造方法に係る。
に有用な混合酸化物（Ｕ、Ｐｕ）Ｏ□ベースの核燃料ペ
レットの製造方法に係る。
より詳細には本発明は、乾式研削（ｒｅｃｔｉｆ １ｃ
ａ−ｔｉｏｎ ａ ５ｅｃ）ｌ！ｌ性及び常用の使用済
み核燃料再処理溶液中での溶解適性が改良された焼結核
燃料ペレットを製造し得る方法に係る。
ａ−ｔｉｏｎ ａ ５ｅｃ）ｌ！ｌ性及び常用の使用済
み核燃料再処理溶液中での溶解適性が改良された焼結核
燃料ペレットを製造し得る方法に係る。
この種の核燃料ペレットの現行の製造方法の１つが、ｒ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｄｅ ｌ’ｌｎｇｅｎｉｅｕｒ
−Ｇｅｎｉｅ Ｎｕｃ−Ｉｅａｉｒｅ−８３６３０−１
〜３６３０−ＬＯ」に記載されている。該文献に記載の
方法は、ＬＯ２とＰｕＯ２との粉末混合物を出発材料と
し、該混合物を粉砕し、圧縮成形し、造粒し、次にペレ
ット化及び焼結によって処理する方法である。
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｄｅ ｌ’ｌｎｇｅｎｉｅｕｒ
−Ｇｅｎｉｅ Ｎｕｃ−Ｉｅａｉｒｅ−８３６３０−１
〜３６３０−ＬＯ」に記載されている。該文献に記載の
方法は、ＬＯ２とＰｕＯ２との粉末混合物を出発材料と
し、該混合物を粉砕し、圧縮成形し、造粒し、次にペレ
ット化及び焼結によって処理する方法である。
第１図に概略的に示すように上記方法では、ＬＯ２とＰ
ｕＯ２との粉末を出発材料とし、使用される粉末の種々
のロットの同位体特性及び金属−酸化物比を考慮しなが
ら、所望のプルトニウム含量を得るために必要な割合で
粉末出発材料を混合する。即ち、第１の配合工程で、規
定プルトニウム含量を得るために必要な量の粉末Ｕ０２
とＰｕＯ２とを混合する。次に第２の粉砕工程で粉末凝
集体を破壊すべく硬質材料ボールをいれた円筒容器で材
料を粉砕し、諸成分を十分に混合し、粉末粒子を微細化
して焼結適性を高める。得られた粉末を次に第３の造粒
工程で圧縮成形し、得られた圧粉体をクラッシャで微細
化し、所望の粒度を得るように篩分けし、粉末をより高
密度のほぼ球状の物質に変換する。この処理後、得られ
た顆粒状材料にステアリン酸亜鉛またはステアリン酸カ
ルシウムのごとき潤滑剤を添加して潤滑処理する。次に
往復プレスまたは回転プレスで顆粒を定圧圧縮してペレ
ット化する。最後に、最終特性をもつ高密度ペレットを
得るように焼結する。
ｕＯ２との粉末を出発材料とし、使用される粉末の種々
のロットの同位体特性及び金属−酸化物比を考慮しなが
ら、所望のプルトニウム含量を得るために必要な割合で
粉末出発材料を混合する。即ち、第１の配合工程で、規
定プルトニウム含量を得るために必要な量の粉末Ｕ０２
とＰｕＯ２とを混合する。次に第２の粉砕工程で粉末凝
集体を破壊すべく硬質材料ボールをいれた円筒容器で材
料を粉砕し、諸成分を十分に混合し、粉末粒子を微細化
して焼結適性を高める。得られた粉末を次に第３の造粒
工程で圧縮成形し、得られた圧粉体をクラッシャで微細
化し、所望の粒度を得るように篩分けし、粉末をより高
密度のほぼ球状の物質に変換する。この処理後、得られ
た顆粒状材料にステアリン酸亜鉛またはステアリン酸カ
ルシウムのごとき潤滑剤を添加して潤滑処理する。次に
往復プレスまたは回転プレスで顆粒を定圧圧縮してペレ
ット化する。最後に、最終特性をもつ高密度ペレットを
得るように焼結する。
上記の方法ではすべての点で所望の規格を充足する極め
て良質の核燃料ペレットが得られる。
て良質の核燃料ペレットが得られる。
しかしながら、上記方法で製造されたペレットは十分な
研削適性を与える内部組織をもたないので、研削中に亀
裂及びアスペクト欠陥を生じる恐れがある。
研削適性を与える内部組織をもたないので、研削中に亀
裂及びアスペクト欠陥を生じる恐れがある。
上記の焼結ペレット製造方法はまた、使用済みペレット
の再処理作業中のプルトニウムの完全溶解に関してもい
くつか問題がある。何故なら、これらのペレットは原子
炉内で高温の作用を受け、その結果、溶解し難い耐熱性
酸化プルトニウムが形成されるからである。
の再処理作業中のプルトニウムの完全溶解に関してもい
くつか問題がある。何故なら、これらのペレットは原子
炉内で高温の作用を受け、その結果、溶解し難い耐熱性
酸化プルトニウムが形成されるからである。
また、プルトニウムの損失を少なくし同時に処理廃棄物
が不溶プルトニウムを含有しないようにするためには、
使用済みペレット中に存在するプルトニウムの溶解率を
高めることが重要である。
が不溶プルトニウムを含有しないようにするためには、
使用済みペレット中に存在するプルトニウムの溶解率を
高めることが重要である。
本発明の目的は、混合酸化物（Ｕ、Ｐｕ）０２ベースの
核燃料ペレットの製造方法において、ペレットの（Ｌｌ
、Ｐｕ）［ｆｆｌ相の均質性を改良し、この結果再処理
中の溶解適性を向上させ、同時に乾式研削適性のよいペ
レットを製造し得る方法を提供することである。
核燃料ペレットの製造方法において、ペレットの（Ｌｌ
、Ｐｕ）［ｆｆｌ相の均質性を改良し、この結果再処理
中の溶解適性を向上させ、同時に乾式研削適性のよいペ
レットを製造し得る方法を提供することである。
粉末ＵＯ２及びＰｕｐ、を出発材料としペレット化及び
焼結によって、規定のプルトニウム含量をもつウランと
プルトニウムとの混合酸化物をベースとする核燃料ペレ
ットを製造する本発明方法の特徴は、ペレット化及び焼
結によって処理される粉末材料が２５０１Ｉｍ以下の粒
度をもつ粒子がら成り、前記粉末材料が、 （ａ）規定含量を上回るプルトニウム含量をもっＵＯ３
及びＰＬＩ０２の第１粉末混合物を配合し、（ｂ）前記
第１粉末混合物をボールミルで１．５〜２．５時間粉砕
し、 （ｃ）規定のプルトニウム含量をもつ第２粉末混合物を
得るために前記粉砕された第１粉末混合物に粉末Ｕ０２
を添加し、 （ｄ）前記で得られた第２粉末混合物を１５〜３０分間
粉砕し、 （ｅ）ペレット化及び焼結処理すべき粉末材料を収集す
るために、前記粉砕された第２粉末混合物を篩目サイズ
２５０μｍ以下の篩によって強制選別する順次工程によ
って得られることである。
焼結によって、規定のプルトニウム含量をもつウランと
プルトニウムとの混合酸化物をベースとする核燃料ペレ
ットを製造する本発明方法の特徴は、ペレット化及び焼
結によって処理される粉末材料が２５０１Ｉｍ以下の粒
度をもつ粒子がら成り、前記粉末材料が、 （ａ）規定含量を上回るプルトニウム含量をもっＵＯ３
及びＰＬＩ０２の第１粉末混合物を配合し、（ｂ）前記
第１粉末混合物をボールミルで１．５〜２．５時間粉砕
し、 （ｃ）規定のプルトニウム含量をもつ第２粉末混合物を
得るために前記粉砕された第１粉末混合物に粉末Ｕ０２
を添加し、 （ｄ）前記で得られた第２粉末混合物を１５〜３０分間
粉砕し、 （ｅ）ペレット化及び焼結処理すべき粉末材料を収集す
るために、前記粉砕された第２粉末混合物を篩目サイズ
２５０μｍ以下の篩によって強制選別する順次工程によ
って得られることである。
本発明方法においては、１，５〜２．５時間にわたる第
１混合物の粉砕、より短い時間即ち１５〜３０分間にわ
たる第２混合物の粉砕、篩目サイズ２５０μｍの篩を用
いた強制選別を順次行なうことによって、造粒処理を要
せずに直接ペレット化できる粉末材料を得ることが可能
である。更に、前記継続する２つの粉砕処理を用い且つ
規定含量を上回るプルトニウム含量をもつ■０□とＰｕ
Ｏ□との粉末混合物をＵＯ□粉末で希釈することによっ
て、混合物の均質性が改良され、従ってペレットのウラ
ン−プルトニウム面相の均質性が向上する。
１混合物の粉砕、より短い時間即ち１５〜３０分間にわ
たる第２混合物の粉砕、篩目サイズ２５０μｍの篩を用
いた強制選別を順次行なうことによって、造粒処理を要
せずに直接ペレット化できる粉末材料を得ることが可能
である。更に、前記継続する２つの粉砕処理を用い且つ
規定含量を上回るプルトニウム含量をもつ■０□とＰｕ
Ｏ□との粉末混合物をＵＯ□粉末で希釈することによっ
て、混合物の均質性が改良され、従ってペレットのウラ
ン−プルトニウム面相の均質性が向上する。
本発明方法の実施態様によれば、工程（ｃ）で更に、製
造不良品の粉砕によって得られた再利用混合酸化物（ｔ
ｌ、Ｐ■）０２粉末を添加する。この再利用粉末の添加
を第１混合物の粉砕後に行なうので再刊用事が高い。し
かしながら、再利用粉末の添加量は第２混合物の１５重
量％以下が好ましい。
造不良品の粉砕によって得られた再利用混合酸化物（ｔ
ｌ、Ｐ■）０２粉末を添加する。この再利用粉末の添加
を第１混合物の粉砕後に行なうので再刊用事が高い。し
かしながら、再利用粉末の添加量は第２混合物の１５重
量％以下が好ましい。
好ましくはこの再利用粉末は、ペレット不良品の粉砕に
よって得られる。この粉砕は、ウラン−チタンのごとき
ウラン合金から成るボールをいれたボールミルで６時間
以上行なわれ、得られた粉末を１５０μｍ以下のサイズ
に篩別する。
よって得られる。この粉砕は、ウラン−チタンのごとき
ウラン合金から成るボールをいれたボールミルで６時間
以上行なわれ、得られた粉末を１５０μｍ以下のサイズ
に篩別する。
本発明の別の特徴及び利点は、添付図面に基づく以下の
非限定的な記載によってより十分に理解されよう。
非限定的な記載によってより十分に理解されよう。
第２図によれば本発明方法は、規定プルトニウム含量を
もちペレット化及び焼結処理すべき第２粉末混合物を得
るまでに３つの処理段階を含む。
もちペレット化及び焼結処理すべき第２粉末混合物を得
るまでに３つの処理段階を含む。
第１段階は、所望の同位体組成をもち規定含量を上回る
プルトニウム含量をもちしかもある程度の均質性を維持
している第１混合物を得るために、粉末υ０２及びＰＬ
１０２のロットを配合する。このためには使用される粉
末ＰｕＯ２の全部のロットの特性値を予め知る必要があ
る。この配合のために、規定の値を上回り且つ好ましく
は常に２５重量％未満に維持されたプルトニウム含量を
もつＰｕＯ□及びＵＯ□の粉末混合物を形成するように
、種々の成分をミリレム以上の相対精度で計量する。
プルトニウム含量をもちしかもある程度の均質性を維持
している第１混合物を得るために、粉末υ０２及びＰＬ
１０２のロットを配合する。このためには使用される粉
末ＰｕＯ２の全部のロットの特性値を予め知る必要があ
る。この配合のために、規定の値を上回り且つ好ましく
は常に２５重量％未満に維持されたプルトニウム含量を
もつＰｕＯ□及びＵＯ□の粉末混合物を形成するように
、種々の成分をミリレム以上の相対精度で計量する。
必要な場合、混合物に導入する前に粉末ＰｕＯ２を力焼
してもよい。該粉末は一般に、０．５〜４０ｕｍの平均
粒度をもち使用済み燃料の再処理装置から供給される。
してもよい。該粉末は一般に、０．５〜４０ｕｍの平均
粒度をもち使用済み燃料の再処理装置から供給される。
使用される粉末ＵＯ２は平均粒度５０〜１０００μｍを
もつ、該粉末は一般に硝酸ウラニルまたは六フッ化ウラ
ンを出発材料として化学的方法によって得られる。
もつ、該粉末は一般に硝酸ウラニルまたは六フッ化ウラ
ンを出発材料として化学的方法によって得られる。
第１粉末混合物の配合後に、第２粉砕工程で第１混合物
を均質化し、より微細な粉末を得る。これは一般に、非
合金ウランまたはスチールのごとき硬質材料からなるボ
ールをいれたボールミル内で行なわれる。ボールミルは
例えば容積８０１でボ−ル充填量３５０ｋｇである。粉
砕時間は一般に１．５〜２．５時間である。
を均質化し、より微細な粉末を得る。これは一般に、非
合金ウランまたはスチールのごとき硬質材料からなるボ
ールをいれたボールミル内で行なわれる。ボールミルは
例えば容積８０１でボ−ル充填量３５０ｋｇである。粉
砕時間は一般に１．５〜２．５時間である。
この処理後、粉砕した第１粉末混合物に粉末Ｕ０２を添
加して第２粉末混合物を配合する。これにより、第１粉
末混合物がＵＯ３によって希釈され、規定のプルトニウ
ム含量をもつ第２粉末混合物が得られる。この段階では
、添加される粉末ＵＯ□を１／１０００を上回る相対精
度で計量する。
加して第２粉末混合物を配合する。これにより、第１粉
末混合物がＵＯ３によって希釈され、規定のプルトニウ
ム含量をもつ第２粉末混合物が得られる。この段階では
、添加される粉末ＵＯ□を１／１０００を上回る相対精
度で計量する。
本発明方法の別の実施態様によればまたこの段階で、製
造不良品の再利用粉末（υ、ＰＵ）０２（シャモット）
を添加する。特殊な配慮を与えずに再利用粉末を添加で
きるように、該再利用粉末が製造すべきペレットに等し
い同位体特性（プルトニウム含量）をもつのが好ましい
。しかしながら近い同位体特性をもつ再利用粉末の使用
も可能である。製造中の材料の製造不良品から再利用粉
末が得られる場合には同位体特性に関して全く問題がな
い。
造不良品の再利用粉末（υ、ＰＵ）０２（シャモット）
を添加する。特殊な配慮を与えずに再利用粉末を添加で
きるように、該再利用粉末が製造すべきペレットに等し
い同位体特性（プルトニウム含量）をもつのが好ましい
。しかしながら近い同位体特性をもつ再利用粉末の使用
も可能である。製造中の材料の製造不良品から再利用粉
末が得られる場合には同位体特性に関して全く問題がな
い。
再利用粉末を別のソースから得る場合には、再利用粉末
の物理化学的特性値を考慮にいれ、製造すべきペレット
の特性値に応じて配合を行なう。前記のごとく、再利用
粉末は、ウラン−チタンボールをいれたボールミルでペ
レット不良品を６時間以上粉砕し篩目サイズ１５０μｍ
以下の篩で選別することによって得られる。
の物理化学的特性値を考慮にいれ、製造すべきペレット
の特性値に応じて配合を行なう。前記のごとく、再利用
粉末は、ウラン−チタンボールをいれたボールミルでペ
レット不良品を６時間以上粉砕し篩目サイズ１５０μｍ
以下の篩で選別することによって得られる。
任意に再利用粉末を含む第２粉末混合物の配合後、第４
の粉砕工程を行なう、使用される粉末ＵＯ。
の粉砕工程を行なう、使用される粉末ＵＯ。
の物理的特性を低下させずにしかも混合物に十分な均質
性を与えるように、該粉砕工程は一般には１５〜３０分
間の比較的短時間で行なう。この粉砕は、先に第１粉末
混合物の粉砕処理で使用されたボールと同タイプの非合
金ウランボールを用いたボールミルで行なわれてもよい
。
性を与えるように、該粉砕工程は一般には１５〜３０分
間の比較的短時間で行なう。この粉砕は、先に第１粉末
混合物の粉砕処理で使用されたボールと同タイプの非合
金ウランボールを用いたボールミルで行なわれてもよい
。
この処理後に、第５の混合物の篩別工程を行なって、２
５０μｍ以下の粒度をもつ両分を回収する。この篩別は
、篩目サイズ２５０μｍ以下の篩を用いて強制的に行な
う。
５０μｍ以下の粒度をもつ両分を回収する。この篩別は
、篩目サイズ２５０μｍ以下の篩を用いて強制的に行な
う。
この処理によって、所望粒度の粉末が選別され、直接ペ
レット化に適した所望の特性値をもつ粉末が得られる。
レット化に適した所望の特性値をもつ粉末が得られる。
実際、ボールミルで混合される粉末の粒度スペクトルは
一般に極めて広い範囲に及び、数μｍから１ｍｍ以上で
ある。篩目サイズ２５０μｍ以下の篩を強制通過させる
ことによって、後のペレット化及び焼結処理に有用な粒
度をもつ粉末が得られる。
一般に極めて広い範囲に及び、数μｍから１ｍｍ以上で
ある。篩目サイズ２５０μｍ以下の篩を強制通過させる
ことによって、後のペレット化及び焼結処理に有用な粒
度をもつ粉末が得られる。
従って、本発明方法では、従来技術で必要であった造粒
工程を削除し得る。その理由は、第１粉末混合物を粉末
ｕ ｏ ２”ｒ’希釈し次に短時間粉砕することによっ
て、２５０Ｊ１ｍ以下の粒度に選別後にペレット化処理
に適した特性値をもつ粉末材料が得られるからである。
工程を削除し得る。その理由は、第１粉末混合物を粉末
ｕ ｏ ２”ｒ’希釈し次に短時間粉砕することによっ
て、２５０Ｊ１ｍ以下の粒度に選別後にペレット化処理
に適した特性値をもつ粉末材料が得られるからである。
第６の潤滑工程は、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０
．５重量％以下の割合で使用する。使用材料に応じて混
合時間を選択し、１回の処理または複数の連続処理を行
なうことが可能である。該混合時間は、混合物に十分な
均質性を与えるように選択される。使用される潤滑剤例
えばステアリン酸亜鉛を、凝集体を除去すべく予め乾燥
し篩目５０μｍの篩で選別しておく。
．５重量％以下の割合で使用する。使用材料に応じて混
合時間を選択し、１回の処理または複数の連続処理を行
なうことが可能である。該混合時間は、混合物に十分な
均質性を与えるように選択される。使用される潤滑剤例
えばステアリン酸亜鉛を、凝集体を除去すべく予め乾燥
し篩目５０μｍの篩で選別しておく。
この粉末材料から得られる焼結ペレットの密度が所望の
規格に比較して過度に高い場合、例えばアゾジカルボン
アミドのごとき発泡剤を粉末に添加する。
規格に比較して過度に高い場合、例えばアゾジカルボン
アミドのごとき発泡剤を粉末に添加する。
この場合、予め乾燥し篩目５０Ｊｍの篩に通して選別し
た潤滑剤と発泡剤とを適当な割合で予め混合することに
よって発泡剤と潤滑剤とを同時に導入する。発泡剤の含
量は粉末混合物の０．０１〜０．５重量％である。
た潤滑剤と発泡剤とを適当な割合で予め混合することに
よって発泡剤と潤滑剤とを同時に導入する。発泡剤の含
量は粉末混合物の０．０１〜０．５重量％である。
第７のペレット化工程は油圧プレスで行なう。
定期的採取試料によって得られたペレットの幾何学特性
及びアスペクト特性に従って油圧プレスのパラメータを
最適に調整する。規格に適合するペレットは、焼結ボー
トにバルクの状態で直接導入される。この際、衝撃及び
摩擦を厳密に最小限に抑制しボート当たりのペレットの
量がボート毎に実質的に等しい量になるように調節する
。
及びアスペクト特性に従って油圧プレスのパラメータを
最適に調整する。規格に適合するペレットは、焼結ボー
トにバルクの状態で直接導入される。この際、衝撃及び
摩擦を厳密に最小限に抑制しボート当たりのペレットの
量がボート毎に実質的に等しい量になるように調節する
。
第８の焼結工程は、粗ペレットに対する潤滑剤及び任意
に発泡剤の放射線分解作用を抑制するためにペレット化
後のできるだけ早い時期に行なう。
に発泡剤の放射線分解作用を抑制するためにペレット化
後のできるだけ早い時期に行なう。
焼結は従来技術同様に、温度１６５０℃〜１７５０℃、
好ましくは１６７０℃±２０℃を用い、還元ガス例えば
７％の水素を含む水素−アルゴン雰囲気下に行なう。好
ましくは、存在する材料の金属学的拡散を改良し混合酸
化物の０７Ｍ比を２．００に近い値に安定化させるため
に焼結雰囲気を湿潤化する。
好ましくは１６７０℃±２０℃を用い、還元ガス例えば
７％の水素を含む水素−アルゴン雰囲気下に行なう。好
ましくは、存在する材料の金属学的拡散を改良し混合酸
化物の０７Ｍ比を２．００に近い値に安定化させるため
に焼結雰囲気を湿潤化する。
焼結雰囲気のＨ２０／Ｈ２比は、一般にはモリブデンか
ら成る焼結ボート及び加熱素子の酸化を防止するように
制限及び制御される。
ら成る焼結ボート及び加熱素子の酸化を防止するように
制限及び制御される。
焼結後、直径規格を充足するペレットを得るために、心
なし乾式研削盤（ｒｅｃｔｉｆｉｅｕｓｅ ５ａｎｓ
ｃｅｎ−ｔｒｅ ｅｔ ａ ５ｅｅ）でペレットを研削
処理する。
なし乾式研削盤（ｒｅｃｔｉｆｉｅｕｓｅ ５ａｎｓ
ｃｅｎ−ｔｒｅ ｅｔ ａ ５ｅｅ）でペレットを研削
処理する。
本発明方法で得られたペレットは、−最に、以下の特性
をもつ。
をもつ。
一溶解適性：５．５Ｎ硝酸水溶液中で６時間沸騰させた
後の不溶プルトニウムの量を測定しプルトニウム総量と
比較することによって溶解適性を測定する。
後の不溶プルトニウムの量を測定しプルトニウム総量と
比較することによって溶解適性を測定する。
不溶プルトニウム／総プルトニウムの割合は０．２重量
％以下である。
％以下である。
一ペレットの組織ニ一般に１００μｍ以下のサイズをも
つＰｕＯ□粒子が均一分布した極めて拘置性のよい組織
が観察される。
つＰｕＯ□粒子が均一分布した極めて拘置性のよい組織
が観察される。
一礼径≦１０μｍ。
一理論密度の９５％を上回る密度（発泡剤非添加）。
以下の実施例は、本発明方法の使用によって得られた結
果を示す。
果を示す。
夾１」ロー
まず、再処理工場から得られた平均粒度１０μｍの粉末
ＰｕＯ□と硝酸ウラニルの化学的処理によって得られた
平均粒度１００μｍの粉末ＵＯ２とを出発材料とし、プ
ルトニウム２５重量％を含有する材料３０ｋｇから成る
第１混合物を配合する。
ＰｕＯ□と硝酸ウラニルの化学的処理によって得られた
平均粒度１００μｍの粉末ＵＯ２とを出発材料とし、プ
ルトニウム２５重量％を含有する材料３０ｋｇから成る
第１混合物を配合する。
この第１混合物をウランボールミルで６時間粉砕し、こ
の第１粉末混合物に同じ粉末ＵＯ２を添加してプルトニ
ウム含量５％をもつＵＯ□とＰｕＯ□との第２混合物を
得る。次に、同じウランボールミルで第２混合物を２０
分間粉砕し、篩目サイズ２５０ｕｎ＋の篩に通して選別
する。
の第１粉末混合物に同じ粉末ＵＯ２を添加してプルトニ
ウム含量５％をもつＵＯ□とＰｕＯ□との第２混合物を
得る。次に、同じウランボールミルで第２混合物を２０
分間粉砕し、篩目サイズ２５０ｕｎ＋の篩に通して選別
する。
次に、０．４％のステアリン酸亜鉛を粉末に添加し、油
圧プレスで圧力３００ＭＰａ（３ｔ／ｃｍ２）でペレッ
ト化する。得られたペレットを次に連続加熱炉で９３％
のアルゴンと７％の水素とから成る水素添加アルゴン雰
囲気下に１６８０℃で約２４時間焼結する。焼結及び冷
却後、得られた焼結ペレットを乾式研削処理し、次に常
用の製造コントロール処理を行なう。
圧プレスで圧力３００ＭＰａ（３ｔ／ｃｍ２）でペレッ
ト化する。得られたペレットを次に連続加熱炉で９３％
のアルゴンと７％の水素とから成る水素添加アルゴン雰
囲気下に１６８０℃で約２４時間焼結する。焼結及び冷
却後、得られた焼結ペレットを乾式研削処理し、次に常
用の製造コントロール処理を行なう。
得られたペレットは以下の特性値をもつ。
−溶解適性：不溶Ｐｕ／総Ｐｕ＝０．１６重量％、Ｐｕ
Ｏ２の粒度：２０μｍ未満、 一密度：理論密度の９５．４％、 一連続気泡の気孔率＝０．８％、 一独立気泡の気孔率＝３．８％、 一孔径：１０μｍ未満。
Ｏ２の粒度：２０μｍ未満、 一密度：理論密度の９５．４％、 一連続気泡の気孔率＝０．８％、 一独立気泡の気孔率＝３．８％、 一孔径：１０μｍ未満。
及１１λ
第３工程でプルトニウム１０重量％を含有する第２混合
物を得るために、焼結ペレット不良品をウランボールミ
ルで６時間粉砕することによって得られたＰｕ含量１０
％をもつ再利用粉末１５重量％と粉末ＵＯ□とを添加す
る以外は実施例１と同様に処理する。
物を得るために、焼結ペレット不良品をウランボールミ
ルで６時間粉砕することによって得られたＰｕ含量１０
％をもつ再利用粉末１５重量％と粉末ＵＯ□とを添加す
る以外は実施例１と同様に処理する。
研削後に得られたペレットは実施例１のペレットと同様
の特性値をもつ。
の特性値をもつ。
比較のために従来技術の方法で得られた焼結ペレットは
以下の特性値をもつ。
以下の特性値をもつ。
一溶解適性：不溶Ｐｕ／総Ｐｕは１％に近い値、−乾式
研削処理後のペレットに亀裂発生。
研削処理後のペレットに亀裂発生。
従って、本発明方法によって、得られたペレットの乾式
研削適性が改良され同時にペレッＩ・の溶解適性が改良
されることが判明した。
研削適性が改良され同時にペレッＩ・の溶解適性が改良
されることが判明した。
第１図は従来技術によるペレット製造方法の諸工程を示
す概略説明図、第２図は本発明によるペレット製造方法
の諸工程を示す概略説明図である。 代理人弁理士 船 山 武
す概略説明図、第２図は本発明によるペレット製造方法
の諸工程を示す概略説明図である。 代理人弁理士 船 山 武
Claims (10)
- （１）粉末ＵＯ＿２及びＰｕＯ＿２を出発材料としペレ
ット化及び焼結によって、規定のプルトニウム含量をも
つウラン及びプルトニウムの混合酸化物をベースとする
核燃料ペレットを製造する方法において、ペレット化及
び焼結によつて処理すべき粉末材料が２５０μｍ以下の
粒度をもつ粒子から成り、前記粉末材料が、 （ａ）規定含量を上回るプルトニウム含量をもつＵＯ＿
２及びＰｕＯ＿２の第１粉末混合物を配合し、（ｂ）前
記第１粉末混合物をボールミルで１．５〜２．５時間粉
砕し、 （ｃ）規定のプルトニウム含量をもつ第２粉末混合物を
得るために前記粉砕された第１粉末混合物に粉末ＵＯ＿
２を添加し、 （ｄ）前記で得られた第２粉末混合物を１５〜３０分間
粉砕し、 （ｅ）ペレット化及び焼結処理すべき粉末材料を収集す
るために前記粉砕された第２粉末混合物を篩目サイズ２
５０μｍ以下の篩にかけて強制選別する順次工程によっ
て得られることを特徴とする方法。 - （２）第１混合物のプルトニウム含量が２５重量％以下
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - （３）工程（ｃ）で更に、製造不良品の粉砕によって得
られた規定のプルトニウム含量をもつ再利用混合酸化物
（Ｕ、Ｐｕ）Ｏ＿２の粉末を添加することを特徴とする
請求項１または２に記載の方法。 - （４）再利用粉末の添加量が第２混合物の１５重量％以
下であることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - （５）再利用粉末が粒度１５０μｍ以下の粒子から成る
ことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。 - （６）ペレット化及び焼結によって処理される粉末材料
に潤滑剤及び任意に発泡剤を添加することを特徴とする
請求項１から５のいずれかに記載の方法。 - （７）発泡剤がアゾジカルボンアミドであることを特徴
とする請求項６に記載の方法。 - （８）油圧プレスによってペレット化を行なうことを特
徴とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。 - （９）任意に湿潤した水素雰囲気下に温度１６５０℃〜
１６９０℃で焼結することを特徴とする請求項１から８
のいずれかに記載の方法。 - （１０）焼結ペレットを乾式研削処理することを特徴と
する請求項１から９のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8714780A FR2622343B1 (fr) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde mixte (u, pu)o2 |
| FR8714780 | 1987-10-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01148994A true JPH01148994A (ja) | 1989-06-12 |
| JP2761225B2 JP2761225B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=9356163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63269276A Expired - Lifetime JP2761225B2 (ja) | 1987-10-26 | 1988-10-25 | 混合酸化物（Ｕ，Ｐｕ）Ｏ▲下２▼ベースの核燃料ペレットの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2761225B2 (ja) |
| FR (1) | FR2622343B1 (ja) |
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| JP2003236471A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-26 | Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires | 強制ふるい分け方法、強制ふるい分けのための装置、および粉末状物質の良混合ブレンドの調製 |
| KR100424331B1 (ko) * | 2001-05-07 | 2004-03-24 | 한국수력원자력 주식회사 | Ｍ３ｏ８ 스크랩 분말의 첨가방법 및 소결공정에 의한혼합핵연료 펠렛의 특성제어기술 |
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| JP2015534087A (ja) * | 2012-11-08 | 2015-11-26 | コミサリヤ・ア・レネルジ・アトミク・エ・オ・エネルジ・アルテルナテイブ | 少なくとも１つの酸化還元系が添加された、腐食性核分裂生成物の調整剤となる酸化物核燃料 |
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| BE1009054A6 (fr) * | 1995-02-14 | 1996-11-05 | Siemens Ag | Procede de fabrication de comprimes d'oxyde mixte de (u, pu)o2. |
| FR2738076B1 (fr) * | 1995-08-25 | 1997-09-26 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde mixte (u, pu)o2 avec addition d'un produit organique soufre |
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| JP2002536628A (ja) | 1999-01-26 | 2002-10-29 | ベルゴニュークレール・ソシエテ・アノニム | （Ｕ，Ｐｕ）Ｏ２混合酸化物核燃料スクラップの乾式リサイクル方法 |
| RU2225047C2 (ru) * | 1999-01-26 | 2004-02-27 | Белгонюклеэр Са | Способ сухой переработки скрапа ядерного топлива из смешанного оксида (u, pu) o2 |
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| FR2827071B1 (fr) | 2001-07-04 | 2003-09-05 | Commissariat Energie Atomique | Procede de sulfuration d'une poudre d'uo2 et procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'uo2 ou oxide mixte (u,pu)o2 avec addition de soufre |
| FR2860639B1 (fr) * | 2003-10-06 | 2008-12-05 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde mixte d'uranium et de plutonium. |
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- 1987-10-26 FR FR8714780A patent/FR2622343B1/fr not_active Expired - Lifetime
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1988
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