JPH0637306B2 - Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 - Google Patents
Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法Info
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- JPH0637306B2 JPH0637306B2 JP1080886A JP8088689A JPH0637306B2 JP H0637306 B2 JPH0637306 B2 JP H0637306B2 JP 1080886 A JP1080886 A JP 1080886A JP 8088689 A JP8088689 A JP 8088689A JP H0637306 B2 JPH0637306 B2 JP H0637306B2
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- 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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はＵＦ６からＵＯ２粉末を製造する方法に係わ
り、特に、得られるＵＯ２粉末の活性度を向上させるた
めの改良に関する。
り、特に、得られるＵＯ２粉末の活性度を向上させるた
めの改良に関する。
「従来の技術」 ＵＦ６を原子炉用燃料ペレットの製造に適したＵＯ２粉
末に変換する方法としては、ＡＤＵ法が広く知られてい
る。
末に変換する方法としては、ＡＤＵ法が広く知られてい
る。
このＡＤＵ法は一般に、ＵＦ６ガスと水との反応により
得たＵＯ２Ｆ２水溶液をアンモニアと反応させてＡＤＵ
を沈澱させ、このＡＤＵをろ過・乾燥した後、さらに焙
焼・還元してＵＯ２粉末に変換する方法である。
得たＵＯ２Ｆ２水溶液をアンモニアと反応させてＡＤＵ
を沈澱させ、このＡＤＵをろ過・乾燥した後、さらに焙
焼・還元してＵＯ２粉末に変換する方法である。
ところが、このＡＤＵ法で製造されたＵＯ２粉末は、比
表面積が２m2／ｇ程度で、比較的活性度が小さく、ペレ
ットに加工するためには通常１７００℃程度の高温で焼
結する必要があり、製造コストがかかる欠点を有してい
た。
表面積が２m2／ｇ程度で、比較的活性度が小さく、ペレ
ットに加工するためには通常１７００℃程度の高温で焼
結する必要があり、製造コストがかかる欠点を有してい
た。
そこで、本出願人らは先に、特願昭６２−１９７３１８
号において、従来のＡＤＵ法よりも活性度の大きなＵＯ
２粉末を製造しうる方法を提案した。
号において、従来のＡＤＵ法よりも活性度の大きなＵＯ
２粉末を製造しうる方法を提案した。
この方法は、ＵＦ６ガスとスチームの反応により生成し
たＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶解した後、アンモニアと反応
させてＡＤＵを生成させ、さらにこのＡＤＵを焙焼・還
元してＵＯ２粉末に変換することを特徴としたもので、
ＡＤＵを生成する条件を適切に選ぶことにより、比表面
積が１０m 2／ｇ以上の活性度が大きいＵＯ２粉末を得る
ことが可能となる。
たＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶解した後、アンモニアと反応
させてＡＤＵを生成させ、さらにこのＡＤＵを焙焼・還
元してＵＯ２粉末に変換することを特徴としたもので、
ＡＤＵを生成する条件を適切に選ぶことにより、比表面
積が１０m 2／ｇ以上の活性度が大きいＵＯ２粉末を得る
ことが可能となる。
このような活性度の大きい粉末を原料としてペレットを
製造すると、１５００℃以下の低温での焼結が可能とな
り、製造コスト軽減が図れるばかりでなく、結晶粒径や
気孔分布等の結晶組織のコントロールが容易になり、ペ
レットの性能向上を図ることができる。
製造すると、１５００℃以下の低温での焼結が可能とな
り、製造コスト軽減が図れるばかりでなく、結晶粒径や
気孔分布等の結晶組織のコントロールが容易になり、ペ
レットの性能向上を図ることができる。
「発明が解決すべき課題」 しかし、上記方法によって十分な高活性度を有するＵＯ
２粉末を得るには、ＡＤＵ生成から乾燥に至る製造条
件、例えば、ＵＯ２Ｆ２水溶液中のＵ濃度、ＮＨ３／Ｕ
モル比、ＡＤＵ洗浄水量等を比較的狭い範囲に制御する
必要があるうえ、ＵＦ６を高温加水分解してＵＯ２Ｆ２
を作製する際に、副生成物として４価のウランが生じな
いよう反応条件を厳密にコントロールする必要があり、
製造上の自由度が小さく、制御が難しいという欠点を有
していた。
２粉末を得るには、ＡＤＵ生成から乾燥に至る製造条
件、例えば、ＵＯ２Ｆ２水溶液中のＵ濃度、ＮＨ３／Ｕ
モル比、ＡＤＵ洗浄水量等を比較的狭い範囲に制御する
必要があるうえ、ＵＦ６を高温加水分解してＵＯ２Ｆ２
を作製する際に、副生成物として４価のウランが生じな
いよう反応条件を厳密にコントロールする必要があり、
製造上の自由度が小さく、制御が難しいという欠点を有
していた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＵＦ６
の高温加水分解からＡＤＵ生成・乾燥に至る製造条件の
自由度を高め、活性度が大きいＵＯ２粉末の製造をより
容易に行なうことができる方法を提供することを課題と
している。
の高温加水分解からＡＤＵ生成・乾燥に至る製造条件の
自由度を高め、活性度が大きいＵＯ２粉末の製造をより
容易に行なうことができる方法を提供することを課題と
している。
「課題を解決するための手段」 以下、本発明に係わるＵＯ２粉末の製造方法を具体的に
説明する。
説明する。
この方法は、ＵＦ６ガスとスチームとの高温加水分解反
応によりＵＯ２Ｆ２粉末を生成させ、この粉末を水に溶
解してＵＯ２Ｆ２水溶液とした後、過酸化水素水（Ｈ２
Ｏ２）を添加して溶液の液性を調製することを特徴とし
ている。
応によりＵＯ２Ｆ２粉末を生成させ、この粉末を水に溶
解してＵＯ２Ｆ２水溶液とした後、過酸化水素水（Ｈ２
Ｏ２）を添加して溶液の液性を調製することを特徴とし
ている。
ＵＦ６ガスの高温加水分解を行なう際に、反応条件が酸
化性に保たれていれば問題がないが、もしも還元性の条
件になった場合には、副生成物として、４価のウランが
生じるおそれがある。また、この時点で生じなかったと
しても、後のＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶解する過程で４価
のウランが生成するおそれがある。
化性に保たれていれば問題がないが、もしも還元性の条
件になった場合には、副生成物として、４価のウランが
生じるおそれがある。また、この時点で生じなかったと
しても、後のＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶解する過程で４価
のウランが生成するおそれがある。
いずれにせよ、４価のウランがＵＯ２Ｆ２水溶液に混入
すると、４価のウランは高活性なＵＯ２粉末を造るうえ
で大きな妨害因子として働く。
すると、４価のウランは高活性なＵＯ２粉末を造るうえ
で大きな妨害因子として働く。
Ｈ２Ｏ２の第１の作用は、このような４価のウランの妨
害作用を抑制することであり、ＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶
解して得られたＵＯ２Ｆ２水溶液中に仮に４価のウラン
が存在したとしても、Ｈ２Ｏ２の酸化作用により４価の
ウランを妨害作用のない６価のウランに変換し、無害化
する作用を果たす。
害作用を抑制することであり、ＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶
解して得られたＵＯ２Ｆ２水溶液中に仮に４価のウラン
が存在したとしても、Ｈ２Ｏ２の酸化作用により４価の
ウランを妨害作用のない６価のウランに変換し、無害化
する作用を果たす。
また、第２の作用として、ＵＯ２Ｆ２水溶液中にＨ２Ｏ
２が存在することにより、最終的に得られるＵＯ２粉末
の活性度が高められることが本発明者らの実験から判明
した。
２が存在することにより、最終的に得られるＵＯ２粉末
の活性度が高められることが本発明者らの実験から判明
した。
すなわち、Ｈ２Ｏ２を添加したＵＯ２Ｆ２水溶液とアン
モニアとの反応で得られるＡＤＵは、Ｈ２Ｏ２を添加し
ないＵＯ２Ｆ２水溶液からのものと比べて一次粒子が小
さく、このため、ＵＯ２粉末の活性度はＨ２Ｏ２を添加
した場合の方が大きくなる。そしてこの傾向は、ＵＯ２
Ｆ２水溶液へのＨ２Ｏ２の添加量を増やすことによって
さらに顕著になる。
モニアとの反応で得られるＡＤＵは、Ｈ２Ｏ２を添加し
ないＵＯ２Ｆ２水溶液からのものと比べて一次粒子が小
さく、このため、ＵＯ２粉末の活性度はＨ２Ｏ２を添加
した場合の方が大きくなる。そしてこの傾向は、ＵＯ２
Ｆ２水溶液へのＨ２Ｏ２の添加量を増やすことによって
さらに顕著になる。
したがって、ＡＤＵの生成時に、ＵＯ２Ｆ２水溶液にＨ
２Ｏ２を添加することにより、ＵＯ２粉末の活性度を高
めることが可能で、その分、製造条件の許容範囲を広
げ、製造上の自由度を大きくして条件制御を容易化する
ことができ、ひいては製造コストの削減が図れる。
２Ｏ２を添加することにより、ＵＯ２粉末の活性度を高
めることが可能で、その分、製造条件の許容範囲を広
げ、製造上の自由度を大きくして条件制御を容易化する
ことができ、ひいては製造コストの削減が図れる。
ただしＨ２Ｏ２の添加量を大きくし過ぎると、ＵＯ２Ｆ
２水溶液中に過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の沈澱が析出す
ることが判明しており、これは製品の不均一化に繋がり
好ましくない。
２水溶液中に過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の沈澱が析出す
ることが判明しており、これは製品の不均一化に繋がり
好ましくない。
この問題について本発明者らが検討したところ、ＵＰＯ
の沈澱が生じた場合には、Ｈ２Ｏ２とともにフッ酸（Ｈ
Ｆ）を添加し、ＵＰＯを再溶解させるのが有効であるこ
とがわかった。ただしこの場合にも、ＨＦを過剰に添加
すると生成するＡＤＵの一次粒子が不活性なものになる
ため、ＨＦの添加量はＵＰＯを再溶解させるのに必要最
小限な量に抑えるべきである。
の沈澱が生じた場合には、Ｈ２Ｏ２とともにフッ酸（Ｈ
Ｆ）を添加し、ＵＰＯを再溶解させるのが有効であるこ
とがわかった。ただしこの場合にも、ＨＦを過剰に添加
すると生成するＡＤＵの一次粒子が不活性なものになる
ため、ＨＦの添加量はＵＰＯを再溶解させるのに必要最
小限な量に抑えるべきである。
「実施例」 次に、実施例を挙げて本発明の効果を実証する。
ＵＦ６ガスの高温加水分解を酸化性および還元性の雰囲
気のもとで行ない、生成したＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶解
して、ウラン濃度が３００gU／の水溶液とした後、Ｈ
２Ｏ２をこの水溶液中のウラン１モルに対して０．０１
〜０．１０モルの割合で添加した。この時、ＵＰＯの沈
澱が析出した場合にはＨＦをさらに添加してＵＰＯを再
溶解させた。
気のもとで行ない、生成したＵＯ２Ｆ２粉末を水に溶解
して、ウラン濃度が３００gU／の水溶液とした後、Ｈ
２Ｏ２をこの水溶液中のウラン１モルに対して０．０１
〜０．１０モルの割合で添加した。この時、ＵＰＯの沈
澱が析出した場合にはＨＦをさらに添加してＵＰＯを再
溶解させた。
こうして調製したＵＯ２Ｆ２水溶液に、アンモニア水を
ｐＨ１０を越えるまで撹拌しながら急速に添加してＡＤ
Ｕを生成させた。次いで、このＡＤＵをろ過、乾燥した
後、焙焼・還元してＵＯ２粉末を得た。
ｐＨ１０を越えるまで撹拌しながら急速に添加してＡＤ
Ｕを生成させた。次いで、このＡＤＵをろ過、乾燥した
後、焙焼・還元してＵＯ２粉末を得た。
一方、比較のために、Ｈ２Ｏ２等を添加しないＵＯ２Ｆ
２水溶液の原液から前記同様の条件でＡＤＵを生成し、
さらにＵＯ２粉末を得た。
２水溶液の原液から前記同様の条件でＡＤＵを生成し、
さらにＵＯ２粉末を得た。
第１表は、ＵＦ６を高温加水分解する際の雰囲気と、Ｕ
Ｏ２Ｆ２水溶液中のウラン１モル当たりに対するＨ２Ｏ
２／ＨＦの添加量、および最終的に得られたＵＯ２粉末
の比表面積を示している。
Ｏ２Ｆ２水溶液中のウラン１モル当たりに対するＨ２Ｏ
２／ＨＦの添加量、および最終的に得られたＵＯ２粉末
の比表面積を示している。
第１表から明らかなように、ＵＯ２Ｆ２水溶液へのＨ２
Ｏ２添加量を増やしていくと、ＵＦ６高温加水分解の雰
囲気に拘わらず、ＵＯ２粉末の比表面積が増大した。
Ｏ２添加量を増やしていくと、ＵＦ６高温加水分解の雰
囲気に拘わらず、ＵＯ２粉末の比表面積が増大した。
また、ＵＦ６高温加水分解を還元性雰囲気のもとで行な
うと（Ｎｏ．４〜７）、得られるＵＯ２Ｆ２に４価ウラ
ンが混入し、この場合、Ｎｏ．４のようにそのままＡＤ
Ｕを経由してＵＯ２粉末に変換すると活性度が小さくな
った。これに対して、Ｎｏ．５〜７のようにＨ２Ｏ
２（およびＨＦ）を添加した場合には、ＵＦ６高温加水
分解を酸化性雰囲気のもとで行なったものと同程度に活
性度の高いＵＯ２粉末を得ることができた。
うと（Ｎｏ．４〜７）、得られるＵＯ２Ｆ２に４価ウラ
ンが混入し、この場合、Ｎｏ．４のようにそのままＡＤ
Ｕを経由してＵＯ２粉末に変換すると活性度が小さくな
った。これに対して、Ｎｏ．５〜７のようにＨ２Ｏ
２（およびＨＦ）を添加した場合には、ＵＦ６高温加水
分解を酸化性雰囲気のもとで行なったものと同程度に活
性度の高いＵＯ２粉末を得ることができた。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わるＵＯ２粉末の製造
方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
ＡＤＵ生成前のＵＯ２Ｆ２水溶液にＨ２Ｏ２を添加
することにより、ＵＯ２Ｆ２水溶液に４価のウランが混
入した場合にもこれを無害化できるとともに、生成する
ＡＵＵの一次粒子を小さくすることができ、比表面積が
大きく活性度の高いＵＯ２粉末を製造することが可能で
ある。これにより、製造条件の許容範囲が従来法に比し
て広くなり、反応条件の制御を容易化できる。
することにより、ＵＯ２Ｆ２水溶液に４価のウランが混
入した場合にもこれを無害化できるとともに、生成する
ＡＵＵの一次粒子を小さくすることができ、比表面積が
大きく活性度の高いＵＯ２粉末を製造することが可能で
ある。これにより、製造条件の許容範囲が従来法に比し
て広くなり、反応条件の制御を容易化できる。
Ｈ２Ｏ２とともにＨＦを添加した場合には、過剰の
Ｈ２Ｏ２により生じる過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の析出
を防止し、ＵＯ２粉末の不均質化が防げる。
Ｈ２Ｏ２により生じる過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の析出
を防止し、ＵＯ２粉末の不均質化が防げる。
Claims (2)
- 【請求項１】ＵＯ２Ｆ２からＡＤＵを経由してＵＯ２粉
末を製造するＵＯ２粉末の製造方法において、 前記ＵＯ２Ｆ２を水に溶解して作製した水溶液にＨ２Ｏ
２を添加した後、アンモニアを添加してＡＤＵを生成さ
せることを特徴とするＵＯ２粉末の製造方法。 - 【請求項２】前記Ｈ２Ｏ２を添加する際に、ＨＦを共に
添加することを特徴とする第１項記載のＵＯ２粉末の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080886A JPH0637306B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080886A JPH0637306B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02258631A JPH02258631A (ja) | 1990-10-19 |
| JPH0637306B2 true JPH0637306B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=13730828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1080886A Expired - Lifetime JPH0637306B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637306B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1080886A patent/JPH0637306B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02258631A (ja) | 1990-10-19 |
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