JPH0156400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は原子炉で可燃性中性子吸収材として
使用する環状ペレツトの製法に関する。より詳細
には、この発明はオル（Orr）による米国特許出
願に開示されているようような中性子吸収材に関
する。オル（Orr）らによる1978年６月15日に出
願された米国特許出願915691号はジルカロイ
（ZIRCALOY）合金の同軸円筒間の封止環状室
すなわちキヤビテイに配置される環状中性子吸収
ペレツトからなる中性子吸収材を開示している。
このペレツトは可燃性毒物を埋め込み又は封入し
た高耐熱性材料のマトリツクスを含むセラミツク
スから成る。代表的なマトリツクス材料は酸化ア
ルミニウム（Al₂O₃）及び酸化ジルコニウムであ
る。ホウ素、カドリニウム、サマリウム、カドミ
ウム、ユウロピウム、ハフニウム、ジスプロシウ
ム、及びインジウムのある種の同位体は可燃性中
性子吸収材である。天然又は中性子吸収同位体が
富化された上記元素に１種又はそれ以上がマトリ
ツクス中に封入されている。天然又は中性子吸収
同位体がされた元素は普通化合物として封入され
る。特に興味ある元素はホウ素であり、その同位
体ホウ素10（B₁₀）は中性子吸収材である。代表
的なセラミツクスはB₄Cを封入したAl₂O₃のマト
リツクス、又はホウ化ジルコニウムZrB₂を封入
したZrO₂のマトリツクスである。中性子吸収同
位体ホウ素が貧化したB₄Cもまた可燃性毒物材料
として使用できる。Al₂O₃＋B₄Cセラミツク及び
ZrO₂＋ZrB₂セラミツクは天然ホウ素又はB¹⁰が富
化又は貧化したホウ素を含んでいてもよい。この
B¹⁰の量は半径方向の壁厚、ペレツト密度、及び
使用目的に応じて変化する。B¹⁰が貧化したB₄C
においてはB¹⁰はペレツト30.5cm（１フイート）
に付必要なB¹⁰充填量を生じるようにセツトされ
る。主要な中性子吸収材はB₄Cを封入したAl₂O₃
である。 マトリツクス粉体及び中性子吸収材料の未焼結
体を形成し、この未焼結体を焼結し切断、切削ま
たは研磨して所定寸法とする環状ペレツトの製法
が提案されている。この製法により製造されたペ
レツトは代表的には長さ約５cm（２インチ）であ
る。経済的な点から特に仕上げ工程で個々のペレ
ツトから余分なスクラツプが出ることを避けるた
めに、また実用上の点から焼結後に分割できるよ
うに数個の未焼結体を形成するように未焼結体が
造られる。このような未焼結体の円筒の長さは代
表的には17.8cm又は20.3cm（７インチ又は８イン
チ）である。この17.8cmまたは20.3cmの円筒から
２個または３個の仕上げペレツトが得られる。作
業としては焼結ペレツトの内側と外側の研磨が実
施される。しかしこの操作はコストがかかり時間
を浪費する。そこで研磨工程を不要とすることが
望まれる。 環状ペレツトは構造的には厳重な要求がなされ
る。非常に小さい半径方向寸法、すなわち厚さ、
及び非常に僅かな許容度をもつ環状ペレツトが要
求される。厚さ（半径方向）は代表的には0.5mm
〜1.0mm（0.020〜0.040インチ）の範囲である。ジ
ルカロイ（ZIRCALOY）合金の内側円筒の外径
と外側円筒の内径との間隔は比較的小さい。従つ
てペレツトの寸法、特に半径方向の厚さは厳格な
範囲内に維持しなければならない。原子炉の作動
にはB¹⁰を正確に装荷することが絶対的に必要で
あるため、ペレツトの密度及び壁厚は厳密な制限
を要する。原子炉の作動時におけるB¹⁰を衝撃す
る中性子間の核反応によつてヘリウムを生成す
る。更にまた、ペレツトの中性子による衝撃はセ
ラミツクの原子を移動させてセラミツクを膨張さ
せる。そのためペレツトを製造するためのセラミ
ツクスは多孔質であり、代表的には理論密度のほ
ぼ60ないし80％の範囲である。密度が微視的に均
一であるとの条件はこの理論密度％について適用
される。ヘリウム膨張及び放出はペレツトを実質
的に加圧する。従つてペレツトはその圧力に耐え
得る実質的強度が要求される。この要求はペレツ
トの半径方向壁厚が薄いので必須の条件である。
ペレツトのこのような特性が均一であるばかりで
なく、ペレツト製造用材料の一つのバツチからの
どのペレツトについても、また異つたバツチから
造られるペレツトについても再現性がなければな
らない。これらの要求は複数個分のペレツトが造
られる比較的長い円筒に適用される。直線軸を有
する長い円筒はその直線軸に対称であるように造
ることが必要であり、且つこの円筒は全円筒を通
じて均一密度で壁厚が均一であることが必要であ
る。このような要求を満足するためにはペレツト
の精巧な製造法が要求される。 この発明の目的は上述の要求に合致した可燃性
中性子吸収ペレツトの経済的な製法を提供するも
のである。この目的は成分材料粉末から未焼結体
を製造して所定寸法に焼結し、こうして実用上最
終の研磨工程を省くことにより達成される。 従つて、この発明は、酸化アルミニウム
（Al₂O₃）及び酸化ジルコニウム（ZrO₂）のいず
れか１種又は両者からなる第１の粉末と、ホウ
素、ガドリニウム、サマリウム、カドミウム、ユ
ウロピウム、ハフニウム、ジスプロシウム及びイ
ンジウム又はそれらの化合物の１種又は２種以上
から選択された中性子吸収材の第２の粉末とを混
合し；前記第１及び第２の粉末を液体中で粉砕し
てスラリを造り；該スラリを乾燥して混合した前
記第１及び第２の粉末乾燥体とし；該粉末乾燥体
に後記未焼結体の強度をするための強度増強剤を
添加し；該粉末乾燥体を等圧圧縮するための金型
に充填し；金型中の該粉末乾燥体を等圧圧縮して
ペレツト形状を有する未焼結体とし；次いで前記
強度増強剤を蒸発させ、且つ該未焼結体をペレツ
トに焼結させる温度で該未焼結体を加熱すること
を特徴とする、原子炉の可燃性中性子吸収材用環
状ペレツトの製法に存する。 この発明によれば、所望の特性及び精度を有す
る環状ペレツトを焼結する手順を含むセラミツク
製造工程が提供される。この発明の実施において
はマトリツクス成分及び中性子吸収材の均質セラ
ミツク粉末が調製される。焼結時にはマトリツク
スの原子が元に未焼結体全体に拡散し未焼結体は
収縮する。焼結時に不均一収縮が起こるのを防ぐ
ためにセラミツク粉末は均質であることが望まし
い。この粉末は代表的にはAl₂O₃及びB₄Cを含み、
粉末中のB₄C含量は１ないし50重量％である。 この発明の実施において、適当な大きさの
Al₂O₃及びB₄Cは液体を入れたボールミル中で粉
砕されスラリとなる。スラリは次いで噴霧乾燥さ
れ混合粉末の小球となる。この粉末に十分な量の
有機バインダ及び可塑剤を含ませて管状の未焼結
体を造る。未焼結体を焼結してセラミツク管を造
り、これからペレツトを裁断する。このセラミツ
ク管は所望寸法のペレツトになるように所望寸法
に焼結する。 この発明の重要な特徴は粉末を等圧圧縮するこ
とによつて粉末を未焼結体とする点である。等圧
圧縮を行なうことによつて前記した要望される強
度、均一な密度、及び壁厚をもつた正確な寸法の
ペレツトが製造される。ペレツト内径は正確な寸
法をもつ。外周の直径は通常最小の研磨を必要と
するにすぎない。 この発明に到達する過程で未焼結体を製造する
ために等圧圧縮以外の方法が考えられる。単軸冷
間圧縮では長さ方向に密度が変化する圧縮体が製
造される。ペレツトに要求されるペレツト長さ方
向の均一密度及び壁厚は、精々長さ6.4mm（１／
４インチ）以下の非常に短いペレツトの場合にの
み達成される。この方法は未焼結体の製造には実
施できない。セラミツク管の押出し成形には多量
の有機バインダー及び可塑剤を必要とする。その
ため焼結体は過剰な多孔度（及び低強度）及び長
さ方向に種々の密度を有するものとなる。また、
焼結時には不揃いな収縮も起こるため、セラミツ
ク管の断面は実質的に完全に環状ではなく管は曲
がる場合もある。等圧圧縮は容易に諸調整が行な
える。未焼結体に強度を付与するために最少量の
有機バインダ及び可塑剤を必要とするにすぎな
い。セラミツク粉末の処理を適当に調節すること
によつて、等圧圧縮後における焼結時の均一収縮
が保証される。次いで未焼結管は直接所定寸法に
焼結される。さらに管の長さ及び他の寸法も中性
子吸収棒を装荷するのに必要な寸法に合わせるこ
とができる。代表的なペレツトの長さは2.5cmな
いし5.1cm（１インチないし２インチ）である。 この発明をより明瞭に理解するために、図に基
づきこの発明の示例のための好適な実施態様を説
明する。 第１図を参照すると、中性子吸収体棒２１は内
側ジルカロイ中空円筒２３（内径＝5.51±0.038
mm、外径＝6.53±0.038mm）及び外側ジルカロイ
中空円筒２５（内径＝8.00±0.038mm、外径＝9.68
±0.038mm）を含み、これらの円筒はその両端が
封止されてこれらの円筒に同軸に中性子吸収ペレ
ツト２９（内径＝6.68±0.051mm、外径＝7.70±
0.051mm）が封入される環状室２７を区切つてい
る。前述したオル（Orr）他の明細書には中性子
吸収体棒２１の詳細が記載されている。上述の円
筒２３及び２５とペレツト２９の寸法はそれらの
代表的寸法を例示したものにすぎない。両円筒の
寸法は共に±0.04mm（±0.0015インチ）以内、ペ
レツトの寸法は±0.05mm（±0.002インチ）以内
の許容度にそれぞれ維持すべきであることを強調
しておく。重要なことはこれらのペレツトを最小
研磨又は他の機械作業で所定寸法とすることであ
る。 ペレツト２９は第２図の工程図に示す工程に従
つて製造したセラミツクである。第１工程３１に
おいてAl₂O₃粉末及びB₄C粉末を混合する。B₄C
粉末の最初の平均粒子寸法は１ないし30ミクロ
ン、好適には５ないし15ミクロンである。Al₂O₃
の最初の平均粒子寸法は１ないし20ミクロンであ
る。 粉末を均質化し、粒子寸法が数百ミクロンの粗
大な凝集物を除去するために、第２工程３３にお
いて粉末をボールミル中で混合し磨砕する。この
工程ではAl₂O₃及びB₄C成分が緊密に混合される。
微粉化及び均質化を助けるために、粉末は液体
中、代表的には脱イオン水中で混合する。この液
体に少量であるが実効量の湿潤剤、界面活性剤、
及び解凝剤を加える。少量であるが実効量の揺変
剤を添加される。界面活性剤は液体に湿潤性を付
与する助けとなる。解凝剤は凝集物の生成を妨げ
る。揺変剤は粉末が撹拌された時に流動性を付与
し大きな粒子が沈下するのを妨げる。粉末は約１
ないし２時間粉砕して粉末約40重量％を含むスラ
リとなる。第３工程３５においてこのスラリに有
機バインダ及び可塑剤を添加し、30分間ないし１
時間磨砕し続ける。有機バインダ及び可塑剤はこ
の工程以前の第１工程３１又は第２工程３３にお
いて添加してもよい。次の工程３７でスラリを噴
霧乾燥し工程３９で整粒する。整粒によつて粉末
から大きな凝集物が除去される。乾燥及び整粒の
結果平均直径30ないし50ミクロンの自由に流動す
る球体が得られる。この球体は主としてB₄Cが中
に埋め込まれたAl₂O₃である。この球の大きさは
噴霧乾燥装置又はその操作条件は依存し30ミクロ
ン以下又は50ミクロン以上であつてもよい。 スラリは代表的には第３図に示される遠心分離
装置４１によつて噴霧乾燥される。このような装
置はニロ・アトマイザ（Niro Atomizer）社
（コロンビア、メリーランド）から調達できる。
この装置４１は金属管からなる可動性支持材４５
上に備えられた室４３を含む。この室上部４７の
下に回転可能な遠心アトマイザー（atomizer）
４９を備える。スラリ供給装置５１はホツパーの
ようなものでよく、室上部４７の上に備えられ導
管５３を通してアトマイザー４９に接続してい
る。アトマイザー４９により放出されたスラリを
乾燥するために加熱空気が供給される。空気はガ
スヒータ５５及び電気ヒータ５７によつて加熱さ
れ、導管５９を通りアトイザー４９の周囲に流れ
る。加熱空気の進路は矢印６１で示される。生成
したガスと粒子との混合物は室４３及び導管６３
を通り矢印６５で示すようにサイクロン６７へ流
れる。粉末はサイクロンにおいてガスから分離さ
れ容器６９に沈積される。ダンパー７３により調
節された排気フアン７１は矢印７５で示される空
気を排気するために使用される。ヒーター５５及
び５５により加熱された空気は室４３に温度約
300℃で入り、この空気はアトマイザー４９の付
近では100℃ないし125℃となる。 次の充填工程７７（第２図）において乾燥粉末
を型７９に充填する。型７９（第４図ないし第９
図）は複数キヤビテイタイプである。型本体８１
は多数のキヤビテイ８３を有する（第４図に示さ
れる型では７個）。型８１は圧力を伝達できるポ
リウレタンのような材質で造られる。多数のキヤ
ビテイをもつ型自身も押型により成形される。各
キヤビテイ８３は円筒形状であり上部は粉末を充
填するための漏斗を収容できる円形断面の拡大容
積部８５を備える。キヤビテイ８３の直径は正確
に所定寸法に調節する。キヤビテイの下部を形成
する孔は代表的には直径±0.03mm（±0.001イン
チ）の許容度に維持される。この孔の直径は下部
領域において代表的には約10.9mm（0.43インチ）
である。 ロツドすなわちマンドレル８９は各キヤビテイ
８３に正確に中心を一致させる。各ロツドは工具
鋼からなり正確に寸法を定められる。約17.8cm
（７インチ）のキヤビテイに対してロツド８９の
長さは代表的には約20.3cm（８インチ）であり、
±0.03mm（±0.001インチ）の許容度以内とし、
その直径は±0.003mm（±0.0001インチ）以内の
許容度とする。ロツド８９の代表的な直径は
7.290mm（0.2870インチ）及び7.188mm（0.2830イ
ンチ）である。 漏斗８７（第６図及び第７図）は外殻９１及び
内側環状円筒９３を含む。外殻９１及び円筒９３
は半径方向プレート９５によつて接続されてい
る。円筒９３の内径は代表的には円筒９３中に延
びるロツド８９上に滑り嵌められる寸法である。
円筒９３の外周は代表的には10.2mm（0.400イン
チ）であり、＋0.51mm（＋0.020インチ）且つ−
0.051mm（−0.002インチ）の許容度に維持され
る。ロツド８９は円筒９３及び各キヤビテイの底
にある正確な所定寸法の溝９４（第５図）によつ
て各キヤビテイに心合わせされる。溝９４となる
孔からの突出部は直径が±0.0005インチ）以内の
許容度内に維持され、高さは±0.13mm（±0.005
インチ）以内の許容度内に維持される。代表的に
は、直径7.874±0.013mm（0.3100±0.0005イン
チ）、高さ3.175±0.13mm（0.125±0.005インチ）
である。外殻は上部円筒断面部９７及び短い肉厚
円筒断面図９９にはさまれたテーパー断面部９５
を備え、短い肉厚円筒断面部９９から下へ円筒リ
ツプ１０１が延びる。リツプ１０１はキヤビテイ
の拡大容積部８５上部の接続壁１０３に滑り嵌め
られる（第８図）。 粉末をキヤビテイ中に充填する時、金型を円筒
１０５中に配置する（第８図）。円筒１０５は金
型７９に滑り嵌められ、金型を緊密に保持し、キ
ヤビテイ８３の壁面が変形するのを防ぐ。粉末１
０７（第５図）を漏斗８７を通してキヤビテイ中
に充填する際、金型７９及び円筒１０５を振動台
又は同様な装置上で振動させる。振動によつて粉
末１０７を分散させ、各キヤビテイ中のロツド８
９とキヤビテイの円筒壁との環状空間に均一に充
填される。粉末はこの環状空間に沿つてキヤビテ
イの円筒部分の接合部１０９及び拡大容積部８５
のテーパー１１１始端部まで充填する。粉末充填
後漏斗８７は除去する。従つてロツド８９は粉末
１０７及び溝９４によつてキヤビテイに心合わせ
される。 漏斗除去後ポリウレタン又は同様な材質からな
る栓状部材１１３を拡大容積部８５に挿入する
（第９図）。この拡大容積部８５の壁部１０３内に
栓状部材１１３を滑り嵌める。栓状部材１１３は
ロツド８９の上部を滑り嵌める中央部竪穴１１５
を有する。 次の工程１２１でキヤビテイ８３中の粉末を押
圧して管状形状の未焼結体を形成する。未焼結体
は多孔質であり、理論密度％（未焼結体密度の理
論密度に対する％）を求める。理論密度％が高け
れば高い程焼結時の管の収縮が小さい。未焼結体
はキヤビテイ８３を栓状部材１１３による閉じ金
型７９を等圧圧縮装置中に置く。このような等圧
圧縮装置はオートクレーブ・エンジニア社
（Aotoclave Engineers）から調達できる。圧力
は352ないし4218Kg／cm²（5000ないし600000psi）
が使用できる。圧力2109Kg／cm²（30000psi）が便
利である。この圧力は代表的な等圧圧縮の限界で
ある。 加圧圧力を増加してもそれに伴なう未焼結体の
理論密度％の増大は大きなものではないことが見
出された。このことは第１０図のグラフによる示
される。このグラフは異なつた等圧圧力により
Al₂O₃粉末を未焼結体に押圧し、その各圧力に対
する理論密度％を測定したものである。理論密度
％を縦軸に、圧力を横軸にそれぞれブロツトし
た。押圧した未焼結体の理論密度％は703Kg／cm²
（10000psi）のとき50％であり、5624Kg／cm²
（80000psi）のとき60％である。圧力70.3Kg／cm²
（1000psi）の変化に対し理論密度％の変化はわず
か0.14％である。このAl₂O₃のデータはAl₂O₃と
B₄Cとの混合物にも適用できる。 次の工程１２３において有機バインダ及び可塑
剤を除去するのに十分な温度で未焼結体を前焼結
する。この工程は任意である。 前焼結工程に続いて焼結工程１２５を行なう。
焼結は1400℃ないし1800℃の温度で行なう。焼結
時にAl₂O₃マトリツクスの原子は拡散し塊は収縮
する。B₄C粒子は本質的に変化しない。焼結は最
低限の外部研磨を必要とするだけの寸法に焼結す
るように行わなければならない。 原子炉作動時の中性子衝撃及びヘリウムの発生
によつてペレツトが過度に膨張したり破壊したり
することのないようにペレツトを製造する必要が
ある。焼結はペレツトが多孔質であるように行な
わなければならない。代表的には気孔率はペレツ
トの密度を理論密度の70％以下となるようにすべ
きである。気孔はヘリウムが放出できるように開
口していなければならない。理論密度よりペレツ
ト密度は実質的に小さいから、ホウ素充填量につ
いての理論密度％を精密に調節する必要がある。
所定寸法の焼結管を得るために焼結時の収縮を調
節できるように、各バツチ間及び各ロツト間で未
焼結体を少くとも予測できる程度には同一となる
ように焼結する必要がある。この目的は粉末組成
及び加圧時の未焼結体密度を同一に維持し、且つ
焼結温度、焼結環境、及び焼結時間を含む焼結条
件を同一にすることにより達成される。使用する
粉末は同一な品質でなければならない。 所望の比較的低い理論密度％（70％）を達成
するためには、不活性ガス例えばアルゴン中で、
ほぼ大気圧下で焼結を行なう必要があることが見
出された。アルゴン中で焼結することによりB₄C
の広含量範囲に渡つて理論密度％を調節できる。
この時認めうる蒸発は起こらない。不活性ガス以
外のガスは問題がある。N₂は比較的低温で短時
間だけ、代表的には1400℃で３時間だけ使用可能
である。より高温又はより長時間の焼結では窒化
ホウ素を形成する。二酸化炭素中で焼結すると
B₄Cは酸化されてB₂O₃となる。水素中での焼結
は概して満足できるがアルゴン中の焼結に比べ焼
結したセラミツクの密度が低くなる。さらにセラ
ミツクの密度は焼結温度の増加に対応して徐々に
減少する。真空焼結が低温度、代表的には1600℃
又はそれ以下の温度で使用できる。それより高温
で焼結するとB₄C及びAl₂O₃は減圧のため蒸発し
て失われる。さらに真空焼結したセラミツクの密
度又は理論密度の調節が効果的に行なえない。 第１１図はAl₂O₃及びB₄Cの未焼結体の理論密
度％と未焼結体中のB₄C量との関係を示す。
Al₂O₃はアルコア（ALCOA）社から商品名Ａ―
16で市販されている粉末である。焼結はアルゴン
中1400℃及び1500℃で３時間行なつた。理論密度
％を縦軸に、未焼結体中のB₄C重量％を横軸にそ
れぞれプロツトした。B₄C量が2.5重量％以下で
は理論密度％が急激に増加し、B₄C量が2.5重量
％以上では理論密度％の変化は比較的小さい。
B₄C量が2.5重量％ないし25重量％の範囲におい
て理論密度％は1400℃では70％から65％に、1500
℃では71％又は72％から64％又は63％にそれぞれ
減少する。焼結温度及び2.5重量％以上の未焼結
体中のB₄C量は共に理論密度％にほとんど影響を
与えないことがわかつた。 焼結時間が約３時間より実質的に長い場合、焼
結時間は重要なパラメータである。第１２図は横
軸にプロツトした焼結温度の関数として理論密度
％を縦軸にプロツトしてある。３種の時間すなわ
ち１時間、３時間、及び８時間に対応する曲線が
示されている。これらの曲線はアルゴン中で焼結
しアルコア（ALCOA）―A16Al₂O₃80重量％及
びB₄C20重量％からなるセラミツクについてプロ
ツトした曲線である。焼結温度が1500℃以下では
焼結時間１時間、３時間、及び８時間に対応する
理論密度％は実質的に同一である。しかし1500℃
以上では焼結時間８時間に対応する理論密度％は
温度の上昇に伴ない急激に減少する、すなわち多
孔度が急激に増加する。この多孔度の増大は、高
温における長時間の加熱期間中にB₄Cとアルゴン
からなるガス種中に残つた酸素との反応に起因し
ている。高温又は長時間の焼結のためにはアルゴ
ンガスはできる限り純粋であることが望ましい。 第１３図はAl₂O₃粉末を適当に選択することに
よつて理論密度％が定められることを示す。この
グラフでは理論密度％を縦軸に、温度を横軸にそ
れぞれプロツトした。４種の曲線を示した。各曲
線は選択した各種のAl₂O₃80重量％及びB₄C20重
量％からなる未焼結体をアルゴン中で焼結し焼結
体についてプロツトした曲線である。この図から
明らかなように、レイノルズ（Reynolds）社製
172―DBM（商品名）を使用した未焼結体の理論
密度％が最も低い、すなわち多孔度が最も高い。
一方、リンデ（Linde）―Ａ（商品名）は理論密
度％が最も高い。アルコア―A16及びレイノルズ
HP―DBMは大差がなかつた。このような差は
粉末の焼結性、すなわち焼結作業時における粉末
の分子又は原子の拡散する程度に支配される。 理論密度％の変化はさらにB₄Cの粒子寸法を選
択することによつても影響される。セラミツクの
高理論密度％は代表的には200メツシユ以上の粗
い粉末によりはむしろ代表的には400メツシユ以
下の微細な粉末によつて得られる。 最終工程１２７及び１２９において管外周が研
磨され、ペレツト長さが正確に仕上げられる。ペ
レツト長さは未焼結管又は前焼結管から裁断して
もよい。所望により未焼結ペレツト又は前焼結ペ
レツトは焼結以前に所定寸法に機械加工してもよ
い。 なお、下記の第１表及び第２表には、この発明
の実施に際して等圧圧縮するためのAl₂O₃粉末及
びB₄C粉末100グラムをベースにして添加した代
表的な成分を示す：

【表】

【表】 ただし、LOMARはプロセス・ケミカル・デ
イビイジヨン（Process Chemical Division）
製；LARBOWAX200及びUCON2000はユニオ
ンカーバイド社製；TRITON、TAMOL、及び
RHOPLEXはローム・アンド・ハース社製；
SANTICIZERはモンサント・ケミカル社製です
べて商品名である。 第１表及び第２表の成分と水約150ｇとを使用
してスラリーを調製した。

【図面の簡単な説明】

第１図は可燃性ペレツトを含んだ可燃性中性子
吸収棒の横断面図、第２図は第１図の可燃性ペレ
ツトの製法を示すフローチヤート図、第３図はス
ラリ乾燥用装置の一部断面斜視図、第４図はセラ
ミツク管製造用金型の斜視図、第５図は第４図の
Ｖ―Ｖ線縦断面図、第６図は金型のマンドレルと
の関係を示し金型に混合粉末を充填するのに使用
する漏斗の平面図、第７図は第６図の―線縦
断面図、第８図は粉末を金型中に沈積する方法を
示す縦断面図、第９図はキヤビテイ中に栓状部材
又はキヤツプを挿入する方法を示す縦断面図、第
１０図は理論密度％と未焼結セラミツク体加圧圧
力との代表的な関係を示す線図、第１１図は未焼
結セラミツク体の２種の焼結温度における焼結後
の理論密度％とB₄C量との関係を示す線図、第１
２図は３つの異なつた時間焼結した際の未焼結セ
ラミツク体の理論密度％と焼結温度との関係を示
す線図、第１３図は異なつたAl₂O₃粉末について
の未焼結セラミツク体理論密度％と焼結温度との
関係を示す線図である。図中、 ２１……中性子吸収体棒、２３……内側中空円
筒、２５……外側中空円筒、２７……環状室、２
９……ペレツト、３１……第１工程、３３……第
２工程、３５……第３工程、３７……第４工程、
３９……整粒工程、４１……遠心分離装置、４３
……室、４５……可動性支持材、４７……室上
部、４９……アトマイザー、５１……スラリ供給
装置、５３，６３……導管、５５……ガスヒー
タ、５７……電気ヒータ、５９……導管、６１，
６５，７５……矢印、６７……サイクロン、６９
……容器、７１……排気フアン、７３……ダンパ
ー、７７……注加工程、７９……金型、８１……
金型本体、８３……キヤビテイ、８５……拡大容
積部、８７……漏斗、８９……マンドレル（ロツ
ド）、９１……外殻、９３……内側環状円筒、９
４……溝、９５……半径方向プレート、９７……
上部円筒断面部、９９……肉厚円筒断面部、１０
１……円筒リツプ、１０３……接続壁、１０５…
…円筒、１０７……粉末、１０９……接合部、１
１１……テーパー、１１３……栓状部材、１１５
……穴、１２１，１２３，１２５，１２７，１２
９……処理工程。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸化アルミニウム（Al₂O₃）及び酸化ジルコ
   ニウム（ZrO₂）のいずれか１種又は両者からな
   る第１の粉末と、ホウ素、ガドリニウム、サマリ
   ウム、カドミウム、ユウロピウム、ハフニウム、
   ジスプロシウム及びインジウム又はそれらの化合
   物の１種又は２種以上から選択された中性子吸収
   材の第２の粉末とを混合し；前記第１の粉末及び
   第２の粉末を液体中で粉砕してスラリを造り；該
   スラリを乾燥して前記第１の粉末及び第２の粉末
   が混合された粉末乾燥体とし；該粉末乾燥体に後
   記未焼結体の強度を増強するための強度増強剤を
   添加し；該粉末乾燥体を等圧圧縮するための型に
   充填し；型中の該粉末乾燥体を等圧圧縮してペレ
   ツト形状を有する未焼結体とし；次いで前記強度
   増強剤を蒸発させ且つ該未焼結体をペレツトに焼
   結させる温度で該未焼結体を加熱することを特徴
   とする、原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレ
   ツトの製法。