JPH0316634B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0316634B2 JPH0316634B2 JP61067281A JP6728186A JPH0316634B2 JP H0316634 B2 JPH0316634 B2 JP H0316634B2 JP 61067281 A JP61067281 A JP 61067281A JP 6728186 A JP6728186 A JP 6728186A JP H0316634 B2 JPH0316634 B2 JP H0316634B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintering
- gas atmosphere
- sintered body
- grinding
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は核燃料に関し、特に、品質の向上と製
造コストの低減化の双方が図られたセラミツク核
燃料焼結体の製造法に関する。
造コストの低減化の双方が図られたセラミツク核
燃料焼結体の製造法に関する。
現在、軽水炉燃料で使用されているウラン酸化
物の焼結体は、原料粉末を成形後H2を主成分と
する還元雰囲気で焼結することにより製造され
る。また通常、焼結後、所定の寸法に研削されて
使用に供される。
物の焼結体は、原料粉末を成形後H2を主成分と
する還元雰囲気で焼結することにより製造され
る。また通常、焼結後、所定の寸法に研削されて
使用に供される。
しかしながら、上記従来の方法で製造するに
は、1700℃以上の高温度で長時間焼結しなければ
ならず、そのため電気および雰囲気ガスの消費量
は莫大なものとなる。また、焼結体の研削を行う
と、焼結体表面に微細な傷が発生し、焼結直後の
状態より表面あらさは大きくなるという問題があ
る。更に、研削時に潤滑剤として水を使用する場
合は、付着した水分の除去のための付加的工程が
必要となる。
は、1700℃以上の高温度で長時間焼結しなければ
ならず、そのため電気および雰囲気ガスの消費量
は莫大なものとなる。また、焼結体の研削を行う
と、焼結体表面に微細な傷が発生し、焼結直後の
状態より表面あらさは大きくなるという問題があ
る。更に、研削時に潤滑剤として水を使用する場
合は、付着した水分の除去のための付加的工程が
必要となる。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので
あり、省エネルギー、製造コストの低減化、製造
工程の簡略化ならびに品質の向上が図られたセラ
ミツク核燃料焼結体の製造法を提供することを目
的とする。
あり、省エネルギー、製造コストの低減化、製造
工程の簡略化ならびに品質の向上が図られたセラ
ミツク核燃料焼結体の製造法を提供することを目
的とする。
このような目的を達成するため、本発明のセラ
ミツク核燃料焼結体の製造法は、二酸化ウランを
含有する原料粉末を成形したのち、この成形体を
二酸化炭素ガス雰囲気中で焼結し、次いでこの焼
結体を研削したのち、水素ガス雰囲気中で加熱す
ることにより還元すること、を特徴とするもので
ある。
ミツク核燃料焼結体の製造法は、二酸化ウランを
含有する原料粉末を成形したのち、この成形体を
二酸化炭素ガス雰囲気中で焼結し、次いでこの焼
結体を研削したのち、水素ガス雰囲気中で加熱す
ることにより還元すること、を特徴とするもので
ある。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。以下の
記載において、量を表わす「％」は、特に断わら
ない限り重量基準である。
記載において、量を表わす「％」は、特に断わら
ない限り重量基準である。
本発明で用いられる核燃料原料粉末としては、
二酸化ウランその他の酸化ウラン、酸化プルトニ
ウム、酸化トリウム等の１種または２種以上に、
さらに中性子吸収物質として酸化ガドリニウムを
加えた混合物が用いられる。また、適宜、バイン
ダーも添加され得る。
二酸化ウランその他の酸化ウラン、酸化プルトニ
ウム、酸化トリウム等の１種または２種以上に、
さらに中性子吸収物質として酸化ガドリニウムを
加えた混合物が用いられる。また、適宜、バイン
ダーも添加され得る。
粉末の粒径は、混合前において、約10〜1500μ
ｍ程度の範囲が好ましい。
ｍ程度の範囲が好ましい。
上記原料粉末を、常法に従つて成形したのち、
CO2ガス雰囲気中で焼結する。CO2ガス中での焼
結は、UO2の焼結の律速するウラン原子の拡散速
度が速くなる点で有利であり、さらにCO2ガスは
安価であり、製造コストの低減化の点でも有利で
ある。このCO2ガス雰囲気中においては、1200℃
以下の比較的低い焼結温度であつても理論密度の
95％以上の焼結体を得ることができる。通常、焼
結温度は、1000〜1400℃が好ましく、さらに好ま
しくは、1100〜1200℃の範囲である。この温度範
囲においては、十分な焼結体密度が得られるとと
もに、原料粉末に添加したポアフオーマー、バイ
ンダーを完全に除去することができる。また、
CO2ガスには、空気が少量含有されてもよい。ま
た、焼結時間は、通常、約１時間以下で足り、こ
れは従来の焼結時間に比べて約1/4である。
CO2ガス雰囲気中で焼結する。CO2ガス中での焼
結は、UO2の焼結の律速するウラン原子の拡散速
度が速くなる点で有利であり、さらにCO2ガスは
安価であり、製造コストの低減化の点でも有利で
ある。このCO2ガス雰囲気中においては、1200℃
以下の比較的低い焼結温度であつても理論密度の
95％以上の焼結体を得ることができる。通常、焼
結温度は、1000〜1400℃が好ましく、さらに好ま
しくは、1100〜1200℃の範囲である。この温度範
囲においては、十分な焼結体密度が得られるとと
もに、原料粉末に添加したポアフオーマー、バイ
ンダーを完全に除去することができる。また、
CO2ガスには、空気が少量含有されてもよい。ま
た、焼結時間は、通常、約１時間以下で足り、こ
れは従来の焼結時間に比べて約1/4である。
上記焼結後のペレツトの酸素原子とウラン原子
の化合比（Ｏ／Ｕ比）は、2.0以上であるので、
これを還元してＯ／Ｕ比を約2.0にする必要があ
るが、この還元処理に先立つて、ペレツトを研削
して所定寸法に仕上げる。この場合、還元工程時
にペレツトが膨張することを見込んで研削するこ
とが好ましい。
の化合比（Ｏ／Ｕ比）は、2.0以上であるので、
これを還元してＯ／Ｕ比を約2.0にする必要があ
るが、この還元処理に先立つて、ペレツトを研削
して所定寸法に仕上げる。この場合、還元工程時
にペレツトが膨張することを見込んで研削するこ
とが好ましい。
次いで、ペレツトを水素ガス雰囲気中で加熱し
て還元し、Ｏ／Ｕ比を約2.0にする。このときの
加熱温度は、1000〜1800℃、さらに好ましくは
1650〜1750℃である。この還元時の熱処理によつ
て、研削時に生じたペレツト表面の微細な傷は、
表面拡散や表面エネルギーの低下という過程を経
て消失する。また、前記研削工程において水を使
用する場合にあつては、上記還元処理工程はペレ
ツトに付着した水分の乾燥工程の意義をもあわせ
有している。
て還元し、Ｏ／Ｕ比を約2.0にする。このときの
加熱温度は、1000〜1800℃、さらに好ましくは
1650〜1750℃である。この還元時の熱処理によつ
て、研削時に生じたペレツト表面の微細な傷は、
表面拡散や表面エネルギーの低下という過程を経
て消失する。また、前記研削工程において水を使
用する場合にあつては、上記還元処理工程はペレ
ツトに付着した水分の乾燥工程の意義をもあわせ
有している。
上記還元処理工程における加熱保持時間は約
0.5〜１時間で足りる。
0.5〜１時間で足りる。
上記還元処理によりペレツト表面がなめらかに
なり、ペレツトと被覆管との間の熱伝導特性が向
上する。通常、研削直後のペレツトの表面あらさ
は、0.6〜0.7μRa程度であるが、上記還元処理を
施すことにより、表面あらさは0.4〜0.5μRaまで
向上させることができる。
なり、ペレツトと被覆管との間の熱伝導特性が向
上する。通常、研削直後のペレツトの表面あらさ
は、0.6〜0.7μRa程度であるが、上記還元処理を
施すことにより、表面あらさは0.4〜0.5μRaまで
向上させることができる。
エネルギー消費、製造コストの点に着目する
と、本発明者の試算によれば、エネルギーコスト
を約30％削減することができ、また、CO2ガスを
使用するのでガス料金を約10％削減することがで
きる。
と、本発明者の試算によれば、エネルギーコスト
を約30％削減することができ、また、CO2ガスを
使用するのでガス料金を約10％削減することがで
きる。
さらに、製造効率に着目すると、焼結時間を従
来法の約1/4まで短縮することができるので、還
元処理工程の付加を考慮しても、約２倍の効率向
上を期待することができる。
来法の約1/4まで短縮することができるので、還
元処理工程の付加を考慮しても、約２倍の効率向
上を期待することができる。
UO2粉末を2ton／cm2で成形後、99.99％純度の
CO2に500PPmの空気を混合した雰囲気中で、
1150℃１時間焼結を行つた。その時のＯ／Ｕ比は
2.13であつた。その後研削を行い、1700℃のH2
中で還元を行つた。この時の焼結密度は95.3％内
であつた。研削後0.7μRaあつた表面粗さは
0.5μRaまで減少し、また、直径は還元後20μ膨張
した。
CO2に500PPmの空気を混合した雰囲気中で、
1150℃１時間焼結を行つた。その時のＯ／Ｕ比は
2.13であつた。その後研削を行い、1700℃のH2
中で還元を行つた。この時の焼結密度は95.3％内
であつた。研削後0.7μRaあつた表面粗さは
0.5μRaまで減少し、また、直径は還元後20μ膨張
した。
Claims (1)
- １ 二酸化ウランを含有する原料粉末を成形した
のち、この成形体を二酸化炭素ガス雰囲気中で焼
結し、次いでこの焼結体を研削したのち、水素ガ
ス雰囲気中で加熱することにより還元することを
特徴とする、セラミツク核燃料焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067281A JPS62225993A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | セラミツク核燃料焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067281A JPS62225993A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | セラミツク核燃料焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62225993A JPS62225993A (ja) | 1987-10-03 |
| JPH0316634B2 true JPH0316634B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=13340430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61067281A Granted JPS62225993A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | セラミツク核燃料焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62225993A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101651849B1 (ko) * | 2015-11-17 | 2016-08-30 | 장극관 | 슬릿 댐퍼를 이용한 개구부의 내진 보강체 및 그 내진 보강방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932930A (en) * | 1994-06-28 | 1999-08-03 | General Electric Company | Method for fabricating mixed oxide fuel |
| GB9511396D0 (en) * | 1995-06-06 | 1995-08-02 | British Nuclear Fuels Plc | Chemical complexes |
| GB9515966D0 (en) * | 1995-08-03 | 1995-10-04 | British Nuclear Fuels Plc | Nuclear fuel pellets |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2855166C2 (de) * | 1978-12-20 | 1982-05-27 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Verfahren zur Herstellung von oxidischen Kernbrennstoffkörpern |
-
1986
- 1986-03-27 JP JP61067281A patent/JPS62225993A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101651849B1 (ko) * | 2015-11-17 | 2016-08-30 | 장극관 | 슬릿 댐퍼를 이용한 개구부의 내진 보강체 및 그 내진 보강방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62225993A (ja) | 1987-10-03 |
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