DE1938470C3 - Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Urandioxid und Plutoniumdioxid - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Urandioxid und PlutoniumdioxidInfo
- Publication number
- DE1938470C3 DE1938470C3 DE19691938470 DE1938470A DE1938470C3 DE 1938470 C3 DE1938470 C3 DE 1938470C3 DE 19691938470 DE19691938470 DE 19691938470 DE 1938470 A DE1938470 A DE 1938470A DE 1938470 C3 DE1938470 C3 DE 1938470C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- dioxide
- plutonium
- produced
- thermal decomposition
- uranium
- 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
Links
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N dioxouranium Chemical compound O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 14
- FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N Plutonium(IV) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[Pu+4] FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 3
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DSERHVOICOPXEJ-UHFFFAOYSA-L Uranyl carbonate Chemical compound [U+2].[O-]C([O-])=O DSERHVOICOPXEJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- CJDNUMCWKCQINL-UHFFFAOYSA-H oxalate;plutonium Chemical group [Pu].[Pu].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O CJDNUMCWKCQINL-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035533 AUC Effects 0.000 description 1
- 241001300080 Plutonia Species 0.000 description 1
- LFFVSVFXCWHMJE-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Pu+4].[O-2].[U+6] Chemical compound [O-2].[Pu+4].[O-2].[U+6] LFFVSVFXCWHMJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- ZAASRHQPRFFWCS-UHFFFAOYSA-P diazanium;oxygen(2-);uranium Chemical group [NH4+].[NH4+].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[U].[U] ZAASRHQPRFFWCS-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
Description
J'diesen peschüdcrten Varianten siml zwar
uSau lufri^denntellende Homogeni.iitsvcrhiil,-nSe
erzielbar. Von Nachteil sind jedoch die hierzu η wendigen zahlreichen produktverbessernden Ver-
?ah»hritte, welche auch mit einem erheblichen
Sicherheitsaufwand verbunden sind.
Für die Verarbeitung von naßplastif inertem Oxid-
30
35
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kernbrenn- und -brutstoffgemischen
aus Urandioxid und Plutoniumdioxid.
Bekanntlich werden Oxidgemische der Elemente Uran und Plutonium ja nach der Gemischzusammensctzung
als Kernbrennstoff beispielsweise in Leistungs- oder Brutreaktoren verwendet. Die Brennelemente
solcher Reaktoren enthalten das Oxidgemisch überwiegend in Form gesinterter Tabletten. Aus reaktorphysikalischen
Gründen ist eine gute homogene Verteilung der Oxidgemischkomponenten untereinander
von besonderer Bedeutung. Mittels Autoradiographic, Einsatz von Mikrosonden, Anwendung der
Röntgentechnik sowie anderer Meßmethoden können die Mikrohomogenität und der Grad der Mischkristallbildung
der Oxidkomponenten geprüft werden. Es sind mehrere Methoden bekannt, Gemische aus
Urandioxid und Plutoniumdioxid mit ausreichender Mikrohomcgenität herzustellen.
ν Beispielsweise können beide Gemischkomponenten
durch gemeinsame naßchemische Fällung innig gemischt werden. Nachteilig ist bei diesem sogenannten
Ko-Fällungsverfahren die starke Begrenzung der "noch kritikalitätssichcr zu hantierenden Material-
; ,menge. Erfahrungsgemäß schwankt die Qualität des
- kogefällten Produktes, ferner muß das Produkt fast
immer zerkleinert werden.
Weiterhin ist bekannt, daß die Oxidpulverkomponenten vorgemischt und gemeinsam gemahlen werden.
Im allgemeinen wird die fein gemahlene Mi-
t schung vorgepreßt und nach anschließendem Granulieren
gepreßt und gesintert. Auch das Vorpressen, Granulieren, Pressen und Sintern ohne vorheriges
Mischverfahren mischen lassen, so dab die Gemische
Sirckt zu den gewünschten Tabletten guter M.kroho-Wnfät
ohne zusätzliche produktverbessernde
VeSrenssehritte und ohne preßerle.chternde Zusätze verpreßt und gesintert werden können.
Als hierfür besonders geeignet haben sich Oxidpu ver
mit Teilchengrößen ^ 45 μηι und güter^Fließfähigkeit
erwiesen, wobei der Schüttwinkel als Kennzeichen
Li Fließfähigkeit kleiner als 40° sein muß
Solche Pulver sind in der gewünschten Qualität durch
thermische Zersetzung von kristallinen Fallungsproiukten
des Uransfund Plutoniums erhältlich Sehr
feinteiliges (* 45 μια) Urandioxidpulver ist z. B. aus
dem kriftallinen Fällungsprodukt Ammon.urnuranylkarbonat
- sogenanntes AUC - herstellbar.
Auch die thermische Zersetzung von Ammoniumdiuranat
- sogenanntes ADU - das aus Uranyln.trat- <ösung entweder durch ein Ammoniak/Luft-Gemisch
oder mittels Harnstoff gefällt wird, führt zu Urandioxidpulver,
das sich zum trockenen Mischen mit Plutoniumdioxidpulver gut eignet, so daß eine gute Mikrohomogenität
im Sinterkörper resultiert.
Die entsprechenden Eigenschaften müssen auch vom Plutoniumdioxidpulver erfüllt sein, yor allem,
wenn sein Anteil größer als etwa 2 Gewichtsprozent im Gemisch beträgt. Durch thermische Zersetzung
von kristallinem Plutoniumoxalat gelingt es ebenfalls, ein Oxidpulver mit Teifchengrößen £ 45 μπι zuerhal-
Die Vorteile dieses Verfahrens, welche auf den beschriebenen Oxidpulverqualitäten beruhen, sind fol-
8A) Einfache Herstellung von Mischbrennstoffen
durch trockenes Mischen, binde- und gleitmittelfreies
Pressen und Sintern ohne zusätzliche Arbeitsschritte.
C) Verhältnismäßig geringer Sicherheitsaufwand
(durch Abwesenheit von Moderatoren im . erfahren).
mogenität.
55 Urandioxidpulver:
(Komponente A)
(Komponente A)
Schüttdichte; ' t ,5 g/cm1
•Scfiüttwinkel: 30° Teilchengröße: kleiner 30 μηι
Tcilchenform: kristallin H2O-Gehalt: 0,1 Gewichtsprozent
ΙΜιιΙοηίιιιιηΙίυχίιΙ-pulver;
(Komponente B)
(Komponente B)
Schliiulichte; 1,4 g/cm·1'
SehüUwinkel; 25"
Teilchengröße; kleiner 20 /im Teilchenform; kristallin
WjO-Gehalt; 0.05 Gewichtsprozent
SehüUwinkel; 25"
Teilchengröße; kleiner 20 /im Teilchenform; kristallin
WjO-Gehalt; 0.05 Gewichtsprozent
»* :;Eigenschaften werden im Gewichtsverhältnis AW »
' %; I trocken 30 Minuten in einem Schleudermischer
gemischt, anschließend zu homogenen Formkörpern
jverpreßl und zu gesinterten Tabletten wcitcrvenirbci-
UraiKÜoxid·
ipulvcr:
ipulvcr:
Peispiel 2
Schüttdichte: 1,3 gern'
Schüttwinkel: 38° (Komponente A) Teilchengröße; kleiner 45 /im
Schüttwinkel: 38° (Komponente A) Teilchengröße; kleiner 45 /im
(einseht, Sekundüragglomcrate) Teik'henform: kristallin mit
gclcgentl, Sekun^
düragglomeriiten H;O-Gehalt; 0,15 Gewichtsprozent
dioxklpulver; Schüttwinkel: 20°
(Komponente J)) Teilchengröße: kleiner 20 /im
H2O-GeHaIt: 0,05 Gewichtsprozent
Beide Pulverkornponenten werden im Gewichtsverhältnis Λ/Β = 50:-l trocken 40 Minuten in einem
Schleudermischer gemischt und anschließend - wie in '«Beispiel I erläutert ~ weiterverarficitet,
W>
»?/Tf Ij- ,. ^&{&fxÜCK%''r
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Mischbrcnn- ^stoffen aus Urandioxid und Plutoniumdioxid
durch trockene Vermischung der beiden sinterfiihigen
keramischen Ausgangspulver und anschließendes Verpressen zu Formkörpern ohne Bindemittelzusatz,
dadurch gekennzeichnet, daß als zu mischende Komponenten Pulver mit Teilehengrößen
- 45 μνη und guter Fließfähigkeit verwendet werden, wobei der Schüttwinkcl als
Kennzeichen der Fließfähigkeit kleiner als 40s sein muß.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- '5
kennzeichnet, daß die Pulver durch thermische -Zersetzung von kristallinen Fällungsprodukten
des Urans und Plutoniums hergestellt werden,
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechendes Urandioxid
durch thermische Zersetzung von Ammoniumuranylkarbonat hergestellt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechendes Urandioxid
durch thermische Zersetzung von Ammo- a5 niumdiuranat hergestellt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Plutoniumdioxid durch
thermische Zersetzung von Plutoniumoxalat hergestellt wird.
Mahlen des Oxidpulvergemisches ist bekannt, Hlufle werden die trocken gemischten Oxidr-ulver
eenrel)(, wwHWHch vorgehlntert, granuliert und
π Kn gewünschten Tabletten gepreßt und g>
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691938470 DE1938470C3 (de) | 1969-07-29 | Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Urandioxid und Plutoniumdioxid | |
| FR6942746A FR2053228A1 (en) | 1969-07-29 | 1969-12-10 | Preparation of mixtures of uranium and pla - tonium dioxides for nuclear fuels |
| BE744291D BE744291A (fr) | 1969-07-29 | 1970-01-09 | Procede pour la preparation de melanges de dioxyde d'uranium etde dioxyde de plutonium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691938470 DE1938470C3 (de) | 1969-07-29 | Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Urandioxid und Plutoniumdioxid |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1938470A1 DE1938470A1 (de) | 1971-03-25 |
| DE1938470B2 DE1938470B2 (de) | 1976-11-04 |
| DE1938470C3 true DE1938470C3 (de) | 1977-06-23 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2640102C2 (de) | ||
| DE69603132T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten auf Basis von (U,PU)02 unter Zugabe von organischen Zwitterion-Schwefelverbindungen | |
| EP0156018B1 (de) | Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkörpern | |
| DE1938470C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Urandioxid und Plutoniumdioxid | |
| DE1288253B (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kupferrohres | |
| DE3851903T2 (de) | Herstellung von Tabletten. | |
| DE1771019B2 (de) | Verfahren zum Herstellen von über 500 Grad C und gegen Strahlung bestan digen Werkstucken aus einem neutronenab sorbierenden Graphitprodukt | |
| DE3326835A1 (de) | Verfahren zur herstellung von kernbrennstoffprodukten | |
| DE1938470B2 (de) | Verfahren zur herstellung von gemischen aus urandioxid und plutoniumdioxid | |
| DE2062126B2 (de) | Kernbrennstoff, welcher Uran und Plutonium enthält | |
| DE2013038A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kupfer oder Silber enthaltenden Wolfram- und/oder Molybdän-Pulverzusammensetzungen | |
| DE3024634C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Uranoxid-Sinterteilchen | |
| DE3100411A1 (de) | "presslinge und verfahren zu ihrer herstellung aus einem gemisch aus teilchenmaterial und fluechtigem bindemittel" | |
| DE2921423A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines geformten koerpers | |
| DE2008855A1 (de) | Kernbrennstoff | |
| DE2631757A1 (de) | Sinterkeramiken mit kontrollierter dichte und porositaet | |
| DE2122499B2 (de) | Verfahren zur herstellung von wolfram und wolframcarbid in pulverform | |
| DE2151394B2 (de) | Verfahren zur Herstellung kaltgebundener Agglomerate aus partikelförmigem, mineralischem Konzentrat | |
| DE1237543B (de) | Verfahren zum Abrunden von Oxydgelteilchen | |
| DE2049566C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kernbrennstoffes aus Uran-Plutonium-Monokarbid bzw. Uran-Plutonium-Mononitrid | |
| DE1471509B2 (de) | Verfahren zur herstellung gesinterter urandioxyd-brennstoffpresslinge | |
| DE1771966C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Mehrkomponenten-Kernbrennstoffen | |
| EP0136665B1 (de) | Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkörpern | |
| DD229240A1 (de) | Verfahren zur herstellung von keramischen kernbrennstoffpellets einstellbarer gefuegestruktur | |
| DE2833054A1 (de) | Verfahren zur herstellung von puo tief 2 /uo tief 2 -kernbrennstoffen |