DE1915982B2 - Verfahren zur herstellung von uran-mikrokugeln - Google Patents
Verfahren zur herstellung von uran-mikrokugelnInfo
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Description
3 4
halten, daß man ein höheres Uranoxyd unter inerter Temperatur im Bereich von 300 bis 800° C und vorAtmosphäre
oder m Gegenwart eines reduzierenden zugsweise auf 500° C erhitzt, wobei die Dauer der
Gases herstellt, wie es beispielsweise in den USA,- Erhitzung von der Größe der Kugeln und der Tem-Patentschriften
3 317 284, 3 087781, 3189 666, peratur abhängt. Gute Ergebnisse werden erzielt,
3 227 514, entsprechend der deutschen Patentschrift 5 wenn Mikrokugeln in einem Größenbereich von 20
1 244751, und in der USA.-Patentschrift 3 230 278 bis 500 Mikron etwa 3 Stunden auf etwa 5000C erbeschrieben
ist. Dieses Urandioxyd mit geringer Sin- wärmt werden. Die Heizdauer hängt von der Temterfähigkeit
wird dann nochmals oxydiert, wenn man peratur ab; bei Temperaturen im Bereich von 300
UO2 von größerer Sinterfähigkeit wünscht, wie es bis 8000C können zufriedenstellende Ergebnisse
beispielsweise in den USA.-Patentschriften 3 087 781 io mit einer Heizdauer von 1 bis 10 Stunden erzielt
und 3 189 666 beschrieben ist. werden. Da die Umsetzung bei 500° C in etwa
Die vorliegende Erfindung betrifft jedoch die Her- 3 Stunden beendet ist, wird keine zusätzliche Reinistellung
von Uran-Mikrokugeln, die ein zweites gung durch längeres Erhitzen erreicht,
spaltbares Material enthalten, wie beispielsweise U235- Die nach diesem Verfahren hergestellten Teilchen Uranoxyd, Thoriumoxyd oder Plutoniumoxyd; fer- 15 können dann beispielsweise mit einer U235, Plutoner enthalten die Mikrokugeln vorzugsweise noch nium oder Thorium enthaltenden Lösung imprägniert Urancarbid, welches dadurch erzeugt wird, daß man werden.
spaltbares Material enthalten, wie beispielsweise U235- Die nach diesem Verfahren hergestellten Teilchen Uranoxyd, Thoriumoxyd oder Plutoniumoxyd; fer- 15 können dann beispielsweise mit einer U235, Plutoner enthalten die Mikrokugeln vorzugsweise noch nium oder Thorium enthaltenden Lösung imprägniert Urancarbid, welches dadurch erzeugt wird, daß man werden.
vor dem Sintern Kohlenstoff einbaut, so daß wäh- Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders
rend des Sinterns zwischen 1000 und 20000C das geeignet bei einem Sauerstoff-Uran-Verhältnis der
Urandioxyd in das entsprechende Carbid unter Ent- 20 porösen Uranteilchen von etwa 2 :1 bis 2,40, welches
wicklung von Kohlendioxyd umgewandelt wird, wo- durch Reduktion auf weniger als 2,05 abgesenkt wer-
bei das spaltbare Material vor dem Sintern durch den kann, wobei man die Reduktion vorzugsweise
Imprägnieren zugegeben wird. mit Wasserstofigas durchführt.
Aus den bekannten Verfahren ist also zu entneh- Nach der Reduktion und nach der Imprägnierung
men, daß man als Ausgangsprodukt Uranoxyde ver- 25 kann man die Uranoxyd-Mikrokugeln durch Sintern
wenden soll, bei denen das O: U-Verhältnis etwa härten, und zwar etwa 2 bis 4 Stunden bei einer
2,1:1 oder höher liegt, und dieses Material galt bis- Temperatur im Bereich von 1000 bis 2000° C. Die
lang als übliches Ausgangsprodukt. Da die Herstel- Carbidteilchen kann man aus Uranoxyd-Mikrokugeln
lung der obenerwähnten Mikrokugeln, die eine herstellen, welche überschüssigen Kohlenstoff entzweite
spaltbare Komponente enthalten, aus dem bis- 30 halten, wobei man das Sauerstoff-Uran-Verhältnis
her allgemein üblichen Ausgangsprodukt erhebliche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verringert
Nachteile mit sich bringt — nämlich Schlammbil- und dann die Mikrokugeln durch Brennen vorzugsdung,
die eine homogene Absorption des spaltbaren weise bei 1050 bis 1150° C zum Carbid umwandelt.
Materials verhindert, und ferner eine schlechtere Es ist wesentlich, daß diese reduzierende Vorbe-Beurteilung
bei Zugabe von Kohlenstoff, wieviel 35 handlung allen Uranoxyd-Mikrokugeln zuteil wird, und
freier Kohlenstoff zugesetzt werden muß, um eine zwar unabhängig von dem ursprünglichen Sauerstoffvollständige Reaktion des Uranoxyds mit dem Koh- gehalt, so daß das O: U-Verhältnis in jedem Fall
lenstoff beim Sintern zu ermöglichen, ohne daß ein immer kleiner als 2,05 :1 ist. Das erfindungsgemäße
Überschuß an freiem Kohlenstoff im Produkt zu- Verfahren ist besonders dann wirtschaftlich, wenn
rückbleibt —, ist es überraschend, daß diese beiden 40 der ursprüngliche Sauerstoffgehalt nicht bestimmt
Schwierigkeiten dadurch behoben werden, daß man wird und diese Vorbehandlung als routinemäßiger
nicht mehr das übliche Ausgangsprodukt verwendet, Verfahrensschritt bei jeder Probe durchgeführt wird,
bei dem das O : U-Verhältnis über 2,1:1 liegt. auch wenn das Ausgangsprodukt zufällig ein O : U-
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht Verhältnis von 2,05 :1 hat.
man, daß durch Verringerung des O : U-Verhältnis- 45 P-1Ii
ses im Ausgangsprodukt durch Reduktion mit Was- e 1 s ρ 1 e
serstoff nicht die unerwünschte Schlammbildung auf- Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung tritt, und ferner, daß man zu reduzierenden Uran- von stöchiometrischem Urandioxyd beschrieben, wooxyd den Kohlenstoff zusetzen kann, und zwar auf bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Urander Basis, daß nach der Reduktion das O: U-Ver- 50 carbid nach folgender Gleichung erhalten wird:
hältnis weniger als 2,05:1 beträgt, wodurch im we- . . T „ ,„ , „n
sentlichen die Unsicherheit bei der Bestimmung der υυ<2+χ·) -I- ^ -ι- *;<- U^ -f \i t- x)K.u
erforderlichen Kohlenstoffmenge verhindert wird. Die Mikrokugeln werden aus einem Uranoxydsol
man, daß durch Verringerung des O : U-Verhältnis- 45 P-1Ii
ses im Ausgangsprodukt durch Reduktion mit Was- e 1 s ρ 1 e
serstoff nicht die unerwünschte Schlammbildung auf- Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung tritt, und ferner, daß man zu reduzierenden Uran- von stöchiometrischem Urandioxyd beschrieben, wooxyd den Kohlenstoff zusetzen kann, und zwar auf bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Urander Basis, daß nach der Reduktion das O: U-Ver- 50 carbid nach folgender Gleichung erhalten wird:
hältnis weniger als 2,05:1 beträgt, wodurch im we- . . T „ ,„ , „n
sentlichen die Unsicherheit bei der Bestimmung der υυ<2+χ·) -I- ^ -ι- *;<- U^ -f \i t- x)K.u
erforderlichen Kohlenstoffmenge verhindert wird. Die Mikrokugeln werden aus einem Uranoxydsol
Die Erfindung ist also nicht allein darin zu sehen, hergestellt, welches 10 Gewichtsprozent kolloidalen
daß man Wasserstoff als Reduktionsmittel benutzt, 55 Kohlenstoff mit einer Teilchengröße von etwa
um das O : U-Verhältnis auf 2,05 :1 oder weniger 56 Millimikron enthält, der mit verdünntem Aramo-
einzustellen, sondern vielmehr in der neuartigen, niak in Gegenwart eines Tensids vermischt worden
überraschenden Feststellung, daß diese Reduktion war. Das Kohlenstoffsol wird mit einem Uranoxydsol
des O: U-Verhältnisses, die normalerweise bei der vermischt, welches durch Elektrodialyse einer Uranyl-
Herstellung von Uran-Mikrokugeln nicht durchge- 60 chloridlösung bei 60° C hergestellt worden war. Der
führt wird, erhebliche Vorteile bei der Herstellung Durchmesser der Teilchen in dem Uranoxydsol
von Uran-Mikrokugeln ergibt, die mit einer zweiten wurde elektronenmikroskopisch mit etwa 10 Milli-
spaltbaren Komponente imprägniert sind, und zwar mikron gemessen. Die trockenen Mikrokugeln wer-
in erster Linie in der Beseitigung der Schlamm- den aus dem Mischsol bereitet, indem man dieses in
bildung. 65 Gegenstrom in einer Säule mit heißem Hexanol mit
Vorzugsweise werden die Mikrokügelchen bei geregelter Temperatur und Wassergehalt absetzen
dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Ofen, läßt. Das Wasser im Sol geht in das Lösungsmittel
der ein Wasserstoffeinleitungsrohr besitzt, auf eine über und wird aus diesem anschließend abdestilliert.
Die für diesen Versuch benutzte Anlage ist eine 2,1 m lange Säule mit einem Durchmesser von
7,6 cm, die am Boden ein Doppelventilsystem auiweist, um die trockenen Kugeln von dem Hexanol
abzutrennen und um die trockenen, sich in dem Lösungsmittelgemisch absetzenden Kugeln aufzunehmen.
Nach diesem Verfahren werden etwa SO g grüne Uranoxyd-Kohlenstoff-Mikrokugeln mit einem Uran-Kohlenstoff-Molverhältnis
von 2,37 hergestellt und in zwei Graphittiegel gegeben, die in keramischen Rohren zwischen den Siliciumearbid-Heizelementen
eines zweirohrigen Burrelofens nebeneinander eingesetzt werden. Durch die beiden Rohre wurde Wasserstoff
geleitet und die Temperatur innerhalb einer Stunde auf 500° C gesteigert und bei dieser Temperatur
3 Stunden belassen, um überschüssigen Sauerstoff aus dem Urandioxyd zu entfernen.
Zum Sintern der Teilchen wurde das durchströmende Gas durch Argon ersetzt und die Temperatur
im Verlauf von 3,5 Stunden auf 1500° C gesteigert. Die Temperatur wurde 16 Stunden bei diesem Wert
belassen. Das erhaltene Urancarbid hatte ein Kristallgitter von 4,922 Ä, verglichen mit 4,955 A eines UC.
Das Verhältnis von Sauerstoff zu Uran wurde in den Oxydproben durch den Gehalt an Uran(VI) in
dem Urandioxyd bestimmt, da dieser der Menge an überschüssigem Sauerstoff äquivalent ist.
Die Proben wurden unter Argon in Phosphorsäure aufgelöst, wonach der Uran(VI)-Gehalt polarographisch
bestimmt wurde. Der Überschuß an U(VI) wird nach der Gleichung
A = CVIFW
bestimmt, in der
bestimmt, in der
A = der Überschuß an U(VI) in der Probe,
C = der U(VI)-Gehalt in mg/ml,
V = Volumen der Lösung in ml,
F = der Überschuß an U in UO2,
W = das Gewicht der Probe in mg
bedeutet.
bedeutet.
Bei reinem und stöchiometrischem Uran(VI)-oxyd aus natürlich vorkommendem Uran mit 88,15 Atomprozent
Uran ist der Wert für E = 0,881.
Wegen der Äquivalenz von U(VI) zu überschüssigem Sauerstoff berechnet sich das Verhältnis von
Sauerstoff zu Uran nach der Formel O/U = 2,00 + A, wobei A der Überschuß an U(VI) in der Probe bedeutet.
Typische Analysenwerte von fünf Proben im stöchiometrischen Bereich von reinem U3O8 abwärts
sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben.
Diese Werte zeigen die Schwankungsbrsite des Sauerstoff-Uran-Verhältnisses in unbehandelten Mikrokugeln.
Bei verschiedenen Versuchen wurden grüne Uran-Mikrokugeln
bei SOO0C unter. Wasserstoff erhitzt
und bei IQOO0C gesintert, wobei die Verringerung
des Sauerstoff-Uran-Verhältnisses gemessen wurde. Die unbehandelten Mikrokugeln hatten ein Sauerstoff-Uran-Verhältnis
von etwa 2,41. Nach der Vorbehandlung und nach dem Sintern verringerte sich der Sauerstoff-Uran-Gehalt auf 2,04. Bei diesen Versuchen
wurden die in der folgenden Tabelle 2 aufgeführten Werte erhalten.
| 15 | Probe | Tabelle 2 | erhältnis nach der Behandlung |
| F | O/U-V vor der Behandlung |
2,04 | |
| 80 G | 2,44 | 2,04 | |
| H | 2,39 | 2,01 | |
| I | 2,37 | 2,02 | |
| 2,43 | |||
| Probe | O/U-Verhältnis |
| A (reines U3O8) B C D E |
2,660 2,416 2,386 2,370 2,401 |
Diese Werte zeigen, daß man mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren das Sauerstoff-Uran-Verhältnis in den Mikrokugeln auf den nahezu stöchiometrischen
Wert von 2,0 verringern kann. Die erhaltenen Mikrokugeln können benutzt werden, um Carbide,
Nitride und andere Produkte herzustellen, ohne daß der Überschuß an freiem Sauerstoff stört.
1 g reine poröse U02-Mikrokugeln wurden in einem
Strahlenschutzkasten in einen Frittentrichter gegeben. Diese nach dem Verfahren gemäß deutscher
Patentschrift 1442 712 hergestellten ungesinterten Mikrokugeln wurden 3 Stunden unter Wasserstoff
bei 500° C vorbehandelt, um das O : U-Atomverhältnis
auf weniger als 2,05:1 zu verringern. Zum Imprägnieren
wurden 2,2 ml einer omolaren Plutoniumlösung, die etwa 60 g Plutonium je Liter in Salpetersäure
enthielt, mit destilliertem Wasser auf 4,4 ml verdünnt und zu den UO2-Mikrokugeln zugetropft.
Die Zugabe erfolgte im Strahlenschutzkasten unter Luft. Während der Zugabe wurden die Mikrokugeln
ständig durch einen Argonstrom durchgerührt. Es wurden insgesamt etwa 0,44 ml Lösung benötigt, um
die Kugeln anzufeuchten. Die Kugeln wurden dann mit etwa 30 ml trockenem Hexanol zur Entfernung
des Wassers gewaschen; das Hexanol wurde durch Vakuumfiltration entfernt. Bei diesem Verfahren
wurden die imprägnierten Mikrokugeln nicht beschädigt.
Anschließend wurde die Probe mit 90 ml konzentriertem wäßrigem Ammoniak 20 Minuten lang behandelt,
wonach das Ammoniak durch Vakuumfiltration entfernt wurde. Die Ammoniakwäsche wurde
mehrmals wiederholt. Im Filtrat wurde kein Niederschlag beobachtet. Zu diesem Zeitpunkt zeigten die
Kugeln ihr vollständiges Aussehen ohne einen Niederschlag auf der Oberfläche. Anschließend wurden
die imprägnierten Kugeln im Verlauf von 4 Stunden mit 500 ml destilliertem Wasser gewaschen, wobei
ebenfalls keine physikalische Änderung an den Mikrokugeln beobachtet wurde. Im Anschluß an das
Waschen wurde die Probe 7V2 Stunden getrocknet,
und zwar jeweils 90 Minuten bei 40, bei 60, bei 80, bei 100 bzw. 1200C. Anschließend wurden die
Mikrokugeln unter Vakuum im Verlaufe von 6 Stunden auf Zimmertemperatur abgekühlt und anschließend
das Vakuum beseitigt. Die Kugeln zeigten nach wie vor ein unbeschädigtes Aussehen.
Die Probe der Mikrokugeln wurde dann in einer Molybdänschale unter einer aus gleichen Volumteilen
Wasserstoff und Stickstoff gesintert, wobei ein Horizontalofen verwendet wurde, der eine etwa 60 cm
lange Zone von 6000C, eine Ubergangszone von etwa 76 cm Länge und eine Hochtemperaturzone von
etwa 122 cm von 1680° C besaß. Die Schale wurde durch den Ofen mit einer Geschwindigkeit von etwa
23 cm je Stunde geführt und benötigte etwa insgesamt 24 Stunden, wobei die Mikrokugeln etwa 5 bis
6 Stunden bei 168O0C verblieben. Die erhaltenen Mikrokugeln zeigten eine gute Kugelform, keine Ansammlung
von Schlamm und keine Kristallisierungserscheinungen an der Oberfläche.
Die Durchschnittsdichte des Produktes betrug 10,43 g/cms. An den Mikrokugeln wurde der Plutoniumgehalt
durch Auflösen der Kugeln in einer Mischung aus Salpetersäure und Flußsäure und Absorption
der Lösung an einer Ionenaustauscherkolonne bestimmt. Das Plutonium wurde aus dei
Kolonne eluiert und durch Titrieren bestimmt. Die Mikrokugeln enthielten 1,2 Gewichtsprozent Plutonium,
berechnet als Metall, bzw. 1,36 Gewichtsprozent PuO2.
209527/:
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Uran-Mikro- Uranoxyd in diesen Mikrokugeln entspricht der allkugeln,
bei denen das Uran als Oxyd und/oder gemeinen Formel UO(2+A.), wobei der Sauerstoff in
Carbid vorliegt und die noch eine zweite spalt- 5 Verbindungen, die noch mehr Sauerstoff als UO2il0
bare Komponente enthalten, bei dem man poröse enthalten, verhältnismäßig lose gebunden ist und
Uranoxyd-Mikrokugeln mit einer Lösung eines durch Erhitzen in Vakuum entfernt werden kann,
zweiten spaltbaren Materials imprägniert und Andere sauerstoffhaltige Verbindungen von UO2i(l0
anschließend 2 bis 24 Stunden bei Temperaturen bis etwa UO2iiß geben jedoch keinen Sauerstoff ab,
von 1000 bis 20000C sintert, dadurch ge- ίο es sei denn, daß man sehr hohe Temperaturen verkenn
ζ e i c h η et, daß man die Ausgangs-Uran- wendet. Selbst wenn Uranoxyd nach dem Mikrooxyd-Mikrokugeln
mit einem reduzierenden Gas kugelverfahren und aus sorgfältig reduzierten UO2-bei
300 bis 800° C vorbehandelt, um ein O : U- Solen erzeugt wird, kann das Endprodukt immer
Atomverhältnis von weniger als 2,05 zu gewähr- noch ein Sauerstoff-Uran-Verhältnis im Bereich von
leisten. 15 2,0 bis 2,4 besitzen, was auf der Anwesenheit von
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- sechswertigem Uranoxyd beruht, das in wäßrigen
kennzeichnet, daß die Ausgangs-Uranoxyd-Mi- Medien leichter löslich als vierwertiges Uranoxyd ist.
krokugeln mit einem Sauerstoff-Uran-Verhältnis Der Überschuß an Sauerstoff gegenüber der stöüber
2: 1 und bis zu 2,40 der Vorbehandlung chiometrischen Menge führt jedoch zu Schwierißmit
dem reduzierenden Gas unterworfen werden. 20 keiten. Einmal bildet das vorhandene sechswertige
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch Uran bei Zugabe der die zweite spaltbare Kompogekennzeichnet,
daß man die Reduktion mit Was- nente enthaltenden Imprägnierlösung einen Schlamm,
serstoffgas durchführt. der die Absorption des Imprägniermittels stört und
ein ungeeignetes Endprodukt ergibt. Wenn zum an-
25 deren darüber hinaus noch Kohlenstoff vorhanden
ist und das Uranoxyd durch eine carbothermische
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Reduktion zu Urancarbid gesintert werden soll, ist
lung von Uran-Mikrokugeln, bei denen das Uran als es sehr schwierig, die für die Umsetzung mit Sauer-
Oxyd und/oder Carbid vorliegt und die noch eine stoff erforderliche genaue Kohlenstoffmenge vorzu-
zweite spaltbare Komponente enthalten, bei dem 30 sehen.
man poröse Uranoxyd-Mikrokugeln mit einer Lö- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei
sung eines zweiten spaltbaren Materials imprägniert einem derartigen Verfahren zur Herstellung von
und anschließend 2 bis 24 Stunden bei Temperatu- Uran-Mikrokugeln, die ein weiteres spaltbares Maren
von 1000 bis 2000° C sintert. Aktinidenmetalle terial enthalten, die durch den überschüssigen Sauerwerden
in Form von kleinen Kugeln als Brenn- 35 stoff erzeugten Schwierigkeiten zu beseitigen,
elemente in Kernreaktoren verwendet, wobei diese Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein Ver-Mikrokugeln nach keramischen Verfahren hergestellt fahren zur Herstellung von Uran-Mikrokugeln vor- bzw. bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zu geschlagen, bei denen das Uran als Oxyd und/oder Produkten hoher Dichte gesintert werden und eine Carbid vorliegt und die noch eine zweite spaltbare durchschnittliche Größe von einigen Mikron bis zu 40 Komponente enthalten, bei dem man poröse Uran-1500 Mikron besitzen. Zur Herstellung dieser Mikro- oxydmikrokugeln mit einer Lösung eines zweiten kugeln werden Tröpfchen des Einsatzmaterials in spaltbaren Materials imprägniert und anschließend einem entwässernden Lösungsmittel teilweise ent- 2 bis 24 Stunden bei Temperaturen von 1000 bis wässert und geliert. Für Mikrokugeln aus Uranoxyd 2000° C sintert, wobei das Verfahren dadurch gewird ein Aquasol von Uranoxyd oder einer wäßrigen 45 kennzeichnet ist, daß man die Ausgangs-Uranoxyd-Lösung eines Uransalzes benutzt, wobei auch kein Mikrokugeln mit einem reduzierenden Gas bei 300 entwässerndes Lösungsmittel, sondern Ammoniak bis 800° C vorbehandelt, um ein O : U-Atomverhältzum Gelieren der Kugeln eingesetzt werden kann. nis von weniger als 2,05 zu gewährleisten.
elemente in Kernreaktoren verwendet, wobei diese Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein Ver-Mikrokugeln nach keramischen Verfahren hergestellt fahren zur Herstellung von Uran-Mikrokugeln vor- bzw. bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zu geschlagen, bei denen das Uran als Oxyd und/oder Produkten hoher Dichte gesintert werden und eine Carbid vorliegt und die noch eine zweite spaltbare durchschnittliche Größe von einigen Mikron bis zu 40 Komponente enthalten, bei dem man poröse Uran-1500 Mikron besitzen. Zur Herstellung dieser Mikro- oxydmikrokugeln mit einer Lösung eines zweiten kugeln werden Tröpfchen des Einsatzmaterials in spaltbaren Materials imprägniert und anschließend einem entwässernden Lösungsmittel teilweise ent- 2 bis 24 Stunden bei Temperaturen von 1000 bis wässert und geliert. Für Mikrokugeln aus Uranoxyd 2000° C sintert, wobei das Verfahren dadurch gewird ein Aquasol von Uranoxyd oder einer wäßrigen 45 kennzeichnet ist, daß man die Ausgangs-Uranoxyd-Lösung eines Uransalzes benutzt, wobei auch kein Mikrokugeln mit einem reduzierenden Gas bei 300 entwässerndes Lösungsmittel, sondern Ammoniak bis 800° C vorbehandelt, um ein O : U-Atomverhältzum Gelieren der Kugeln eingesetzt werden kann. nis von weniger als 2,05 zu gewährleisten.
Wegen der Porosität der nach diesem Verfahren Es ist zwar, wie oben angedeutet, bekannt, Uranhergestellten
Uranoxydteilchen können sie gut mit 50 dioxyd-Mikrokugeln durch Sintern von UO2 Mikroanderen
Stoffen, z. B. mit einer spaltbaren Aktinid- kugeln herzustellen, bei denen das Sauerstoff-Uranoxydkomponente
wie U235, Plutonium oder Thorium Verhältnis 2,0:1 oder etwas mehr beträgt. Jedoch
bis zu 20 Gewichtsprozent imprägniert werden. Dar- wurden im allgemeinen Urandioxyd-Mikrokugeln
über hinaus können die Mikrokugeln aus einem kol- bevorzugt, bei denen das Sauerstoff-Uran-Verhältnis
loiden Kohlenstoff enthaltenden Einsatzmaterial her- 55 erheblich über 2,0:1 liegt, da diese Kugeln stärker
gestellt und dann gesintert werden, so daß man harte gesintert werden können, wobei ein Produkt mit einer
Urancarbidkugeln erhält. größeren Oberfläche und damit einer größeren Akti-
Bei diesem Verfahren treten jedoch Schwierigkei- vität als Kernbrennstoff erhalten werden; dieses ist
ten auf, da das Imprägniermittel nicht wie gewünscht beispielsweise in den USA.-Patentschriften 2189 166,
auf dem Uranoxyd adsorbiert wird oder der vorhan- 60 3 230 278 und 3 227 514 beschrieben. Bei dem bedene
Kohlenstoff nicht im zur Bildung des Urancar- kannten Verfahren gemäß USA.-Patentschrift
bides erforderlichen Sauerstoffgleichgewicht steht. 3 189 166 wird eine Mischung aus stark sinterbarem
Dieses beruht darauf, daß das Uranoxyd nicht als UO2 mit einem O: U-Verhältnis von 2,08 bis 2,17
reines Urandioxyd UO2 mit einem Atomverhältnis und UO2 mit geringer Sinterfähigkeit mit einem
von Sauerstoff zu Uran von 2:1 vorliegt, sondern 65 O: U-Verhältnis von 2,0 bis 2,07 als Ausgangsprogegenüber
der stöchiometrischen Menge noch Sauer- dukt verwendet.
stoff im Überschuß enthält. Dieses beruht darauf, Es ist auch möglich, Urandioxyd mit einem O : U-
daß Uranoxyd ohne Änderung der Kristallstruktur Verhältnis von weniger als 2,08:1 dadurch zu er-
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