JPS6127719B2 - - Google Patents
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- JPS6127719B2 JPS6127719B2 JP56117554A JP11755481A JPS6127719B2 JP S6127719 B2 JPS6127719 B2 JP S6127719B2 JP 56117554 A JP56117554 A JP 56117554A JP 11755481 A JP11755481 A JP 11755481A JP S6127719 B2 JPS6127719 B2 JP S6127719B2
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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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
核燃料を製造する工程の一つとして、通常、核
燃料物質の粉末を圧縮成型した後、焼結してペレ
ツト化することが行なわれている。本発明は、か
かる核燃料ペレツト製造時における核燃料物質の
特性を改善する方法に関し、更に詳しくは、焼結
したときペレツトの密度特性が不良であるような
核燃料物質粉末の成型燃結性能を向上させ、良好
な密度特性の焼結ペレツトを得ることができるよ
うな方法に関するものである。
燃料物質の粉末を圧縮成型した後、焼結してペレ
ツト化することが行なわれている。本発明は、か
かる核燃料ペレツト製造時における核燃料物質の
特性を改善する方法に関し、更に詳しくは、焼結
したときペレツトの密度特性が不良であるような
核燃料物質粉末の成型燃結性能を向上させ、良好
な密度特性の焼結ペレツトを得ることができるよ
うな方法に関するものである。
従来より、使用済み核燃料の再処理で分離して
得られたウラン溶液は、流動床による加熱処理に
より脱硝し、粉末化されているが、この方法によ
り得られる三酸化ウラン粉末は密度特性が悪いも
のが多く、酸化処理後、成型焼結してペレツトと
した時に、ペレツトの密度が必要な値まで上がら
ないという問題があつた。たとえば、通常の三酸
化ウラン粉末をもちいた混合酸化物燃料（酸化ウ
ランと酸化プルトニウムとの混合燃料）では成型
焼結後の密度が理論値の93〜97％となるのに対し
て、前記のような特性の悪い三酸化ウラン粉末を
用いた混合酸化物燃料では、成型焼結後の密度が
理論値の90％程度しか上がらず、そのままでは使
用できない。
得られたウラン溶液は、流動床による加熱処理に
より脱硝し、粉末化されているが、この方法によ
り得られる三酸化ウラン粉末は密度特性が悪いも
のが多く、酸化処理後、成型焼結してペレツトと
した時に、ペレツトの密度が必要な値まで上がら
ないという問題があつた。たとえば、通常の三酸
化ウラン粉末をもちいた混合酸化物燃料（酸化ウ
ランと酸化プルトニウムとの混合燃料）では成型
焼結後の密度が理論値の93〜97％となるのに対し
て、前記のような特性の悪い三酸化ウラン粉末を
用いた混合酸化物燃料では、成型焼結後の密度が
理論値の90％程度しか上がらず、そのままでは使
用できない。
この問題を解決するため、特性不良の三酸化ウ
ラン粉末を再度硝酸に溶解し、沈澱法によつて再
び粉末化するという処理が必要であつた。ところ
が、このような処理を行なうと、核燃料製造工程
および製造時間が長くなり、作業員の被曝の機会
もそれだけ増加するばかりでなく、処理にともな
つて廃液などの二次廃棄物の発生量も増大する。
ラン粉末を再度硝酸に溶解し、沈澱法によつて再
び粉末化するという処理が必要であつた。ところ
が、このような処理を行なうと、核燃料製造工程
および製造時間が長くなり、作業員の被曝の機会
もそれだけ増加するばかりでなく、処理にともな
つて廃液などの二次廃棄物の発生量も増大する。
また、上記した流動床方式によりえられた三酸
化ウラン粉末以外にも、核燃料製造過程において
粉末物性の不良な粉末が発生した場合、これら粉
末についても再粉末化処理を行なつていたが、前
記と同様の問題点が生じるし、また再粉末化処理
によつても必ずしも所望の特性をもつ粉末が得ら
れるとは限らない。というのは、沈澱法におい
て、熟成時間、温度等の条件が十分管理されなけ
ればならず、混合時、酸化還元処理時の条件もそ
の数値によつては粉末特性に悪影響を及ぼす虞れ
がある。
化ウラン粉末以外にも、核燃料製造過程において
粉末物性の不良な粉末が発生した場合、これら粉
末についても再粉末化処理を行なつていたが、前
記と同様の問題点が生じるし、また再粉末化処理
によつても必ずしも所望の特性をもつ粉末が得ら
れるとは限らない。というのは、沈澱法におい
て、熟成時間、温度等の条件が十分管理されなけ
ればならず、混合時、酸化還元処理時の条件もそ
の数値によつては粉末特性に悪影響を及ぼす虞れ
がある。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、焼結したときのペレツトの密度特性が
不良であるような核燃料物質粉末の成型焼結性能
を、簡単な工程で、短時間で、しかも作業員の被
曝もほとんどなく、改善することのできる方法を
提供することにある。
を解消し、焼結したときのペレツトの密度特性が
不良であるような核燃料物質粉末の成型焼結性能
を、簡単な工程で、短時間で、しかも作業員の被
曝もほとんどなく、改善することのできる方法を
提供することにある。
かかる目的を達成するため、本発明では、被処
理粉末に硝酸を加えて該粉末を湿潤または浸漬状
態となし、次いでマイクロ波加熱処理を施して再
び乾燥させるよう構成されており、まさにこのよ
うな処理方法に本発明の特徴がある。
理粉末に硝酸を加えて該粉末を湿潤または浸漬状
態となし、次いでマイクロ波加熱処理を施して再
び乾燥させるよう構成されており、まさにこのよ
うな処理方法に本発明の特徴がある。
ウランまたはプルトニウムの硝酸溶液をマイク
ロ波加熱することにより、好ましい物性を有する
核燃料物質粉末が得られることは既に公知の事実
であり、特性不良粉末を完全に溶解した後にマイ
クロ波加熱すれば物性の良好な粉末が得られるの
は当然のことであるが、特性不良粉末を湿潤また
は浸漬状態程度の処理をしただけでその特性を改
善することができるという事実は、本発明者等が
はじめて知得したものである。本発明は、かかる
知得に基づき完成されたものである。
ロ波加熱することにより、好ましい物性を有する
核燃料物質粉末が得られることは既に公知の事実
であり、特性不良粉末を完全に溶解した後にマイ
クロ波加熱すれば物性の良好な粉末が得られるの
は当然のことであるが、特性不良粉末を湿潤また
は浸漬状態程度の処理をしただけでその特性を改
善することができるという事実は、本発明者等が
はじめて知得したものである。本発明は、かかる
知得に基づき完成されたものである。
以下、本発明について更に詳しく説明する。図
面は本発明方法の剥剥念を示すもので、バツチ式
処理の場合の一例である。要調製粉末１を容器２
に収納し、調製用のグローブボツクス３に移動さ
せる。その後、硝酸をシヤワ４等により適量添加
する。一定時間経過させて要調製粉末を湿潤もし
くは浸漬状態とした後、マイクロ波加熱炉５に収
容し、加熱処理する。マイクロ波は、シール部６
を介してグローブボツクス３の外のマイクロ波発
振器７より印加される。その際、オフガスはオフ
ガス処理系８で無害化処理する。調製終了した粉
末１′は、ペレツト製造工程に提供され粉末物性
良好の粉末と同様に取扱われることになる。な
お、この例は、バツチ式処理の例であるが、要調
整粉末が大量の場合は、連続式のマイクロ波加熱
炉を用い連続処理することも可能である。
面は本発明方法の剥剥念を示すもので、バツチ式
処理の場合の一例である。要調製粉末１を容器２
に収納し、調製用のグローブボツクス３に移動さ
せる。その後、硝酸をシヤワ４等により適量添加
する。一定時間経過させて要調製粉末を湿潤もし
くは浸漬状態とした後、マイクロ波加熱炉５に収
容し、加熱処理する。マイクロ波は、シール部６
を介してグローブボツクス３の外のマイクロ波発
振器７より印加される。その際、オフガスはオフ
ガス処理系８で無害化処理する。調製終了した粉
末１′は、ペレツト製造工程に提供され粉末物性
良好の粉末と同様に取扱われることになる。な
お、この例は、バツチ式処理の例であるが、要調
整粉末が大量の場合は、連続式のマイクロ波加熱
炉を用い連続処理することも可能である。
さて、本発明方法で処理できる核燃料物質粉末
には、前記した三酸化ウランのほか、二酸化プル
トニウム、二酸化ウラン、四フツ化ウラン、二酸
化トリウムの単体またはそれらの２種以上の混合
物からなり、成型焼結性能の悪い粉末をあげるこ
とができる。本発明方法で使用する硝酸として
は、通常、数規定程度の水溶液が用いられるが、
濃硝酸から非常に薄い希硝酸の範囲まで適宜選択
しうる。要は、硝酸により被処理粉末の表面層の
一部を溶解させることができればよいのである。
つまり、表面層の一部を溶解させる目的をもつ
て、被処理粉末を硝酸によつて湿潤または浸漬処
理するのである。かかる処理を行なつた後、前記
のようにマイクロ波加熱処理を施して再び乾燥粉
末とするのであるが、マイクロ波加熱処理の条件
は、従来の硝酸溶液を処理する場合と同様のもの
でもよい。また、場合によつては、マイクロ波加
熱処理と同様にボールミル方式などの粉砕処理を
行なつて、粉末特性の調製を行なうこともでき
る。
には、前記した三酸化ウランのほか、二酸化プル
トニウム、二酸化ウラン、四フツ化ウラン、二酸
化トリウムの単体またはそれらの２種以上の混合
物からなり、成型焼結性能の悪い粉末をあげるこ
とができる。本発明方法で使用する硝酸として
は、通常、数規定程度の水溶液が用いられるが、
濃硝酸から非常に薄い希硝酸の範囲まで適宜選択
しうる。要は、硝酸により被処理粉末の表面層の
一部を溶解させることができればよいのである。
つまり、表面層の一部を溶解させる目的をもつ
て、被処理粉末を硝酸によつて湿潤または浸漬処
理するのである。かかる処理を行なつた後、前記
のようにマイクロ波加熱処理を施して再び乾燥粉
末とするのであるが、マイクロ波加熱処理の条件
は、従来の硝酸溶液を処理する場合と同様のもの
でもよい。また、場合によつては、マイクロ波加
熱処理と同様にボールミル方式などの粉砕処理を
行なつて、粉末特性の調製を行なうこともでき
る。
被処理粉末の量に対して使用する硝酸の量は、
完全に溶解させる従来の場合よりも、湿潤または
浸漬させる場合の方がはるかに少なくてすみ、こ
のことは、その後のマイクロ波加熱処理時間は、
本発明方法では極めて短かくてよいことを意味す
る。しかも、湿潤または浸漬処理は、粉末を溶解
する必要がないので短時間で完了させることがで
きる。さらに、この処理により発生するガスの量
も本発明方法では極めて少なくて済む。
完全に溶解させる従来の場合よりも、湿潤または
浸漬させる場合の方がはるかに少なくてすみ、こ
のことは、その後のマイクロ波加熱処理時間は、
本発明方法では極めて短かくてよいことを意味す
る。しかも、湿潤または浸漬処理は、粉末を溶解
する必要がないので短時間で完了させることがで
きる。さらに、この処理により発生するガスの量
も本発明方法では極めて少なくて済む。
本発明方法の有効性を比較例と対比しながら説
明すると、次の通りである。
明すると、次の通りである。
比較例
流動床で脱硝して得た三酸化ウラン（UO3）で
以下のフローによりペレツト製造を行なつた。そ
の結果、得られた焼結ペレツトの密度は、理論密
度の88〜90％であり、平均的な核燃料ペレツトに
対して低い密度であつた。
以下のフローによりペレツト製造を行なつた。そ
の結果、得られた焼結ペレツトの密度は、理論密
度の88〜90％であり、平均的な核燃料ペレツトに
対して低い密度であつた。
UO3
↓
焙焼還元 700℃焙焼２時間，還元４時間
↓
粉砕（ボールミル）４時間
↓
バインダ添加 ステアリン酸亜鉛 0.3wt％
↓
プレス ダイス径 6.4mmφ 2ton／cm2
↓
予焼 800℃２時間，200℃／時
↓
焼結 1700℃２時間，400℃／時
↓
密度測定
実施例
前記と同じ三酸化ウラン粉末を下記の条件で調
整し、その後、前記比較例と同様のフローでペレ
ツト製造を行なつたところ、得られた焼結ペレツ
トの密度は理論密度の93〜95％まで向上させるこ
とができた。
整し、その後、前記比較例と同様のフローでペレ
ツト製造を行なつたところ、得られた焼結ペレツ
トの密度は理論密度の93〜95％まで向上させるこ
とができた。
UO3（100ｇ）
↓
硝酸添加 IN HNO3 20ml
↓
10分放置
↓
マイクロ波加熱処理 2450MHz，2KW，３
分印加 ↓ 以降は比較例と同じフロー この結果からみて、本発明による前処理により
核燃料物質粉末の成型焼結性能が著しく改善され
ることが判る。
分印加 ↓ 以降は比較例と同じフロー この結果からみて、本発明による前処理により
核燃料物質粉末の成型焼結性能が著しく改善され
ることが判る。
以上詳記したことから明らかなように、本発明
によれば、そのままでは燃料ペレツトの製造に使
用しえないような粉末物性（成型焼結性能）をも
つ核燃料物質粉末が、極めて簡単な処理を行なう
だけで燃料ペレツトの製造に使用できることにな
り、また、処理は短時間内で行なえるから作業員
の被曝を低減化でき、二次廃棄物の発生量も少な
くてすむなど、その実施効果は極めて大きいもの
である。
によれば、そのままでは燃料ペレツトの製造に使
用しえないような粉末物性（成型焼結性能）をも
つ核燃料物質粉末が、極めて簡単な処理を行なう
だけで燃料ペレツトの製造に使用できることにな
り、また、処理は短時間内で行なえるから作業員
の被曝を低減化でき、二次廃棄物の発生量も少な
くてすむなど、その実施効果は極めて大きいもの
である。
図面は本発明方法の概念図である。
１……要調製粉末、３……調製用グローブボツ
クス、４……シヤワ、５……マイクロ波加熱炉、
８……オフガス処理系、１′……調製終了粉末。
クス、４……シヤワ、５……マイクロ波加熱炉、
８……オフガス処理系、１′……調製終了粉末。
Claims (1)
- １ 焼結処理後にペレツトの密度特性が不良とな
るような核燃料物質原料粉末に硝酸を加えて該粉
末を湿潤または浸漬状態となし、次いでマイクロ
波加熱処理を施して乾燥させることを特徴とする
核燃料粉末の成型焼結性能改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56117554A JPS5819593A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 核燃料粉末の成型焼結性能改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56117554A JPS5819593A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 核燃料粉末の成型焼結性能改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5819593A JPS5819593A (ja) | 1983-02-04 |
| JPS6127719B2 true JPS6127719B2 (ja) | 1986-06-26 |
Family
ID=14714684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56117554A Granted JPS5819593A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 核燃料粉末の成型焼結性能改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819593A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4890515B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2012-03-07 | ウエタックス株式会社 | スピーカ |
| JP5555869B2 (ja) * | 2009-10-20 | 2014-07-23 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | 製品添加によるマイクロ波吸収・発熱効果を利用した酸化ニッケルの製造方法 |
-
1981
- 1981-07-27 JP JP56117554A patent/JPS5819593A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5819593A (ja) | 1983-02-04 |
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