DE2601684A1 - Verfahren zur herstellung von brenn- und brutstoff-partikeln - Google Patents
Verfahren zur herstellung von brenn- und brutstoff-partikelnInfo
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Description
HOBEG
Hoehteiiiperaturreaktor-Brennelement GmbH
6450 Iianau 11
.Verfahren zur Herstellung von Brenn- und Brutstoff-partikein.
Die Erfindung betrifft ein verfahren zur Herstellung von kugelförmigen
Brenn- und/oder Brutstoffpartikeln mit hohem Durchsatz
durch Vergießen von Uran und/oder Thorium und/oder Plutonium enthaltenden Lösungen aus einer in Vibrationen
versetzten Düse durch eine ammoniakhaltige Gasstrecke in ein ammoniakalisches Fällbad mit anschliessendem Waschen, Trocknen
und Sintern oder schmelzen der gebildeten und verfestigten Tropfen.
Alle Brennelemente für Hochtemperaturreaktoren enthalten den Brenn- und Brutstoff in Form von beschichteten Partikeln. Diese
beschichteten Partikeln bestehen aus kugelförmigen Teilchen der
Oxide ader Karbide von Uran und/oder Thorium und/oder plutonium, die zur Zurückhaltung der Spaltprodukte mit Schichten aus pyrolytischem
Kohlenstoff und Siliziumkarbid umhüllt sind.
Zur Zeit sind im wesentlichen folgende Teilchensorten von Bedeutung:
Uranoxid (UO2)» Urankarbid (UC2)» Thoriumoxid (ThO2)
und Uran-Thoriumoxid-Mischkristall (u, Th)O2. Die Durchmesser
der Teilchen liegen je nach Anforderung etwa zwischen 200 und 600 /um, die Dichte soll so hoch wie möglich sein. Für den für
Hochtemperaturleistungsreaktoren bevorzugten ßrut-Abbrand-Brennstoffkreislauf
sind sowohl Thoriumoxid-Brutkerne mit etwa 500 /Uni Durchmesser als auch Urankarbid-Abbrandkerne mit etwa
200 ,um Durchmesser herzustellen.
7 Q 9 8 3 0 / 0 Λ 1 8
-ΓΑ'
Im weiteren Verlauf der Brennelementherstelluiig werden diese
Brenn- und Brutstoffkerne mit Schichten aus pyrolytischein Kohlenstoff und Siliziumkarbid versehen, die der Rückhaltung
von Spaltprodukten beim üeaktorbetrieb dienen. Dabei müssen von diesen schichten die im Teileheninneren auftretenden Spaltgasdrücke,
die durch Neutronenstrahlung gebildeten Spannungen und
die Temperaturwechselspaniiungen aufgefangen werden. Das ist am
besten möglich, wenn, diese schichten exakte Kugelschalen sind
und die Kerne eine exakte Kugelform haben.
Es sind verschiedene verfahren bekannt, die zur Herstellung solcher
Teilchen eingesetzt werden. Neben pulvermetallurgischen Granulationsverfahren, die nicht imstande sind, völlig exakte
Kugelformen zu liefern, wurden nasschemische Verfahren entwickelt, denen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen gegenüber den
trockenen Verfahren der Vorzug gegeben wird. Bei praktisch allen nasschemischen verfahren wird aus einer uran-, Thorium- und/oder
Plutoniumverbindung eine wässrige Lösung oder ein Sol hergestellt.
Für den Fall der Karbidherstellung enthält diese Flüssigkeit feinverteilten Kohlenstoff in Dispersion. Aus der Lösung oder dein
Sol werden dann Tropfen gebildet, die möglichst kugelförmig sind und die unter Beibehaltung der Kugelform verfestigt werden. Die
verfestigten Teilchen werden, falls zu entfernende Zusätze vorhanden sind, gewaschen, dann getrocknet, kalziniert und im Falle
von Oxidteilchen gesintert. Zur Herstellung von Karbid werden die Teilchen nach dem Kalzinieren zur Reaktion gebracht und entweder
bei I7OO - 2OUO0C gesintert oder bei etwa 25OÜ°C geschmolzen,
Eines dieser bekannten Verfahren ist die sogenannte sol-Gel-Methode,
nach der ein wässriges Thoriumoxid- oder Thorium-Uranoxid-sol hergestellt und in ein mit Wasser nicht mischbares
organisches Lösungsmittel, z.B. 2-Äthylhexanol, eingetropft wird.
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Das verwendete Lösungsmittel hat eine Löslichkeit für Wasser
von mehreren Volumenprozent. Die viskosen Soltropfen werden durch wasserentzug geliert und verfestigt (US-PSen 3 171 715
und 3 290 122).
Nach einem anderen Verfahren wird der wässrigen Lösung von Verbindungen
der Stoffe, aus denen die kugelförmigen Teilchen gebildet
werden sollen, ein Harz, vorzugsweise Methylzellulose, beigemischt, das beim Eintropfen in alkalische Lösung eine sehr
starke Viskositätserhöhung gibt, so dass die Kugelfοrm des Tropfens
bei dem langsamen Eindringen der Base in das innere des Tropfens und bei der damit verbundenen Ausfällung und Aushärtung erhalten
bleibt. (DT-PS 1 212 ö'il). Der zusatz eines ein- oder mehrwertigen
Alkohols zu dieser viskosen Tropflösung verbessert die Oberflächenspannung und damit die Kugelbildung (DT-PS 1 671 051)·
Aus der DT-AS 1 5^2 3^6 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei
dem aus einer Metallsalzlösung mit öl eine Emulsion gebildet, diese Emulsion mit polyvinylalkohol (PVA) versetzt und in Ammoniaklösung
eingetropft wird, wobei die Tropfen sehr rasch verfestigt werden, öl und PVA werden aus den verfestigten Teilchen ausgewaschen
und diese getrocknet und fertigbehandelt.
Aus der DT-AS 1 960 2ö9 ist ein Verfahren zur Herstellung kugelförmiger
Teilchen aus Urandioxid bekannt, bei dem in einer wässrigen Lösung von [jranylnitrat und Harnstoff festes Hexamethylentetramin
(Hexa) aufgelöst und diese gekühlte konzentrierte Lösung in heisses öl eingetropft wird. Die dabei durch Ammoniakabspaltung
aus dem Hexa verfestigten sphärischen Teilchen werden gewaschen, getrocknet und gesintert.
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260168A
- Jr-
Ein weiteres Verfahren ist aus DT-OS 2 147 472 bekannt, bei dem
die Metallsalzlösung oder das Sol in eine Ketonphase eingetropft wird, die über einer wässrigen Ammoniaklösung steht. in der
DT-OS 2 323 072 wird ausserdem angegeben, dass es zur verbesserung
der Teilchendichte und der Ausbeute vorteilhaft ist, der Metallsalzlösung vor dem Eintropfen in die Ketonphase Ammoniumnitrat
und Harnstoff beizumischen.
Aus den beiden letztgenannten Veröffentlichungen und aus den
US-PSen 3 204 934 und 3 617 5ö4 ist es bekannt, den Flüssigkeitsstrahl
beim Eintropfen einer Vibration auszusetzen, um mit erhöhtem Durchsatz gleichmässige Tropfen zu erzeugen. Alle die vorerwähnten
Verfahren haben den Nachteil, dass die Durchsatz erhöhung,
die durch Erhöhung der Tropffrequenz an sich möglich wäre, begrenzt
ist, entweder infolge der gegenseitigen Behinderung der Tropfen in der Flüssigkeit, in der sie beim Austreten aus der
Tropfdüse gebildet werden, oder durch die verfahrensmässig erforderliche
hohe Viskosität der Tropfflüssigkeit. Ausserdem
haben einige der genannten Verfahren den Nachteil, dass als Zusatz zur Tropflösung polymere organische Stoffe verwendet
werden, die entweder schon bei geringen Änderungen des pH-Wertes
oder durch Altern in der Lösung ihren Zustand und damit die Viskosität der Lösung ändern, so dass es in einer Grossproduktion
schwierig ist, immer exakt gleichmässige Tropflösungen herzustellen
und zu verarbeiten, wobei insbesondere beim Trocknen und beim weiteren Erhitzen der gebildeten Teilchen hohe Ausschussquoten
durch Bruch und zerplatzen auftreten.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 24 59 ^45) eine Durchsatzerhöhung bei der Tropfenbildung aus
mit PVxY versetzten uran- und/oder Thoriumlösungen dadurch zu
— 5 —
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ermöglichen, dass der vibrierte Flüssigkeitsstrahl nach dem Austritt
aus der Düse zunächst eine ammoniakXreie Gasstrecke durchfällt,
in der sich exakt kugel form ige Tropfen ausbilden. Diese
kugelförmigen Flüssigkeitstropfen fallen danach durch eine zweite,
amnioniakhaltige Gasstrecke und werden dabei auch bei sehr hoher Tropfenfrequenz von der Ammoniakgasströmung so gut allseitig umspült,
dass sie gleichmässig verfestigt werden und beim Auftreffen auf die in der Fallsäule unter der zweiten Gasstrecke
befindlichen wässrigen Ammoniaklösung nicht deformiert werdun. Aber auch mit diesem verfahren kann man nur Tropfen/ahlen von max.
bo 000 pro Minute und Düse erreichen, je nach viskosität der
Lo sung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für die Herstellung
von kugelförmigen Brenn- und/oder Brutstoffpartikeln aus Lösungen
von schwerraetallsalzen, insbesondere von Uran und/oder Thorium
und/oder plutonium den Durchsatz auf mindestens 20 000 bis
200 000 Tropfen pro Minute und Düse zu steigern und dabei die
Rundheit der zunächst gebildeten exakt kugelförmigen Tropfen
aus den Schwermetallsalzlösungen sowohl beim Fall durch die Gasphase
als auch beim Aufschlagen auf die oberfläche der alkalischen Ammoniaklösung so zu stabilisieren, dass eine Deformation ausgeschlossen
wird, und dass die gute Stabilität und Kugelform der verfestigten Teilchen bei der Weiterverarbeitung durch waschen,
Trocknen und Erhitzen auf Sintertemperatur erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der
wässrigen Lösung von uran- und/oder Thorium und/oder plutoniumsalzen
solche wasserlöslichen oder mit wasser mischbaren monomeren
Kohlenwasserstoffverbindungen mit fuiiktionellen Aldehyd-, Keto-,
Äther-, Amino-, imino-, phenol-, säure- oder säureamidgruppen,
einzeln oder im Gemisch, zugesetzt werden, die in wässriger alkalischer Lösung mit Uran, Thorium und plutonium stabile Addukte
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- 4Γ-
bilden, die mit Wasser nicht auswaschbar sind, und der Lösung eine Viskosität von nicht mehr als 15 cp bei 20°C verleihen.
Es wurde überraschend gefunden, dass monomere Kohlenwasserstoffe,
die die genannten funktioneilen Gruppen aufweisen, auch bei Abwesenheit polymerer organischer Substanzen mit Uran, Thorium
und plutonium bei der Fällungsreaktion mit Ammoniak so stabile Addukte bilden, dass die kugelförmigen Tropfen aus uran- und/
oder plutonium- und/oder Thoriumsalzlösung bereits in der Ammoniakgasfallstrecke
vor dem Eintauchen in das Fällbad ausreichend aushärten, und dass die Kugelform dieser gehärteten Teilchen beim
Sammeln im Fällbad und bei der anschliessenden Weiterverarbeitung zu Mikrokugeln durch waschen, Trocknen und Erhitzen erhalten
bleibt.
Für die Wirtschaftlichkeit von Herstellungsverfahren für Kembrenn-
und -brutstoffpartikeln ist der Durchsatz entscheidend. Wegen der Kleinheit der Teilchen von beispielsweise 0,2 bis 0,5 mm
Durchmesser und ihres geringen Gewichts von grössenordnungsmässig 0,05 bis 0,5 mg bedeutet hoher Durchsatz die Erzeugung vieler
Tropfen von mehr als 20 000 oder 100 000 je Minute und Düse in einer Tropfenkette, so dass für die Härtung im Ammoniakgas nur
Bruchteile von Sekunden zur Verfügung stehen. überraschend hat sich nun gezeigt, dass der zusatz von monomeren Kohlenwasserstoffverbindungen
zur Schwermetallsalzlösung nicht nur die Erzeugung einer Vielzahl von Tropfen pro Minute wesentlich erleichtert, sondern
dass diese Tropfen im Ammoniakgas auch sofort zu Kugeln erstarren, ohne sich beim Auftreffen auf die Flüssigkeitsoberfläche
des Fällbades zu deformieren.
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•V
Für den zerfall eines Flüssigkeitsstrahles in uniforme Tropfen
unter der Einwirkung eines Sehwingsystems sind die physikalischen Eigenschaften der Lösung, wie Viskosität und Oberflächenspannung,
von wesentlichem Einfluss, insofern, als mit zunehmender viskosität und Oberflächenspannung die Erzeugung einer
Vielzahl von Tropfen aus einem strahl erschwert oder dadurch unmöglich wird, dass sich in der zur Verfügung stehenden kurzen
Zeit kugelförmige diskrete Tropfen gar nicht ausbilden können. Nachteile diesel" Art, die bei den bekannten Verfahren infolge
Anwendung hochviskoser polymerer Stoffe, wie polyvinylalkohol, Cellulosederivate oder polymerer Zucker, in Kauf genommen werden
müssen und den Durchsatz begrenzen, wurden nach der vorliegenden Erfindung durch Zusatz monomerer Kohlenwasserstoffverbindungen
von einer Viskosität unter 15 cP überwunden. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, dass bei einer Reihe verschiedenartiger
monomerer Kohlenwasserstoffverbindungen durch ihren zusatz zur Schwermetallsalzlösung einerseits keine oder nur
eine geringe Viskositätssteigerung von 2 bis 5 cP eintritt, dass andererseits jedoch einige stoffe eine starke Viskositätserhöhung
bewirken. solche Stoffe sind für das erfindungsgemässe Verfahren nicht geeignet. Durch entsprechende wahl der chemischen Verbindung
kann man die notwendige Konzentration, die für eine rasche Härtung
der Tropfen im Ammoniakgas notwendig ist, ohne nennenswerte Viskositätserhöhung
und infolgedessen ohne Durchsatzbegrenzung erzielen. Besonders vorteilhaft wirkt sich dies auf die Herstellung
von karbidischem Kernbrennstoff aus. Bei dieser Herstellung wird der Uransalzlösung feindisperser Ruß zugesetzt, der in der Regel
zu einer weiteren Viskositätserhöhung der Lösung führt. So konnten beispielsweise nach dem vorerwähnten, bekannten Herstellverfahren,
bei dem der gekühlten Uransalzlösung, Harnstoff und Hexamethylentetramin zugesetzt werden (DT-PS 1 960 2fa9)
wegen des durch den Rußzusatz verursachten Viskositätsanstieges
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bis auf 100 cP kleine Tropfen für 200 ,um-Urankerne nicht erzeugt
werden, während nach dem erfindungsgemässen Verfahren aus
einer Uranylnitrat-Ruß-Dispersion mit einer viskosität von nur
10 cp,bei Zusatz von beispielsweise Propionaldehyd,Frequenzen
bis zu 3000 Hertz bis au 180 000 uniforme Tropfen pro Minute und Düse von 0,4 bis 0,ö mm Durchmesser, entsprechend einem
UCo-Abbrandkerndurchmesser von 150 - 250 ,um, ohne Schwierigkeiten
erzeugt werden konnten, die als gehärtete Partikeln gute Kugelform hatten.
Durch Kombination zweier oder mehrerer dieser Verbindungen ist
es möglich, die für jede Tropfengrösse optimale Viskosität unter Einhaltung des hohen Durchsatzes einzustellen. Dadurch ist eine
grosse Flexibilität in der Erzeugung unterschiedlich grosser
uniformer Tropfen bzw. Mikrokugeln sowie ein breites Anwendungsgebiet für das erfindungsgemässe Verfahren gegeben.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Schwermetallkonzentration
der in Tropfen umzuwandelnden Lösung bei Zusatz von monomeren Kohlenwasserstoffverbindungen in weiten Grenzen,
beispielsweise zwischen 100 und 600 g/l, variiert werden
kann, weil selbst bei hoher Schwermetallkonzentration die Viskosität
nur unwesentlich zunimmt und die Tropfen beim Härten im Ammoniakgas ihre Kugelform behalten und nicht, wie bei Anwendung
polymerer Stoffe beobachtet, aufgrund innerer Spannungen aufplatzen, Besonders vorteilhaft ist die Anwendung konzentrierter Schwermetallsalzlösungen
für die Erzeugung grösserer Mikrokugeln von 0,6 bis O.b mm Durchmesser, weil die Tropfen klein gehalten werden
können und aufgrund geringerer Strömungswiderstände beim Fallen
kugelförmig bleiben. Daher empfiehlt es sich, den Konzentrationsbereich für Uran und/oder Thorium in der Lösung so zu wählen, dass
der Tropfendurchmesser etwa zwischen 0,5 und 1,5 om liegt.
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Als geeignete monomere Kohlenwasserstoffverbindungen geniäss
der Erfindung sind eine Reihe von wasserlöslichen oder mit Wasser mischbaren organischen Verbindungen gefunden worden, die
eine oder mehrere funktionelle Gruppen tragen und den Stoffklassen·
der Aldehyde, Ketone, Äther, Amine, carbonsäuren bzw.
Aminosäuren, der Säureaniide bzw. Säureiiiiide oder der phenole angehören.
Von den Aldehyden haben vor allem Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd und Furfurylaldehyd günstigen Einfluss auf
die Stabilisierung der Tropfen. Bei Acetaldehyd und propionaldehyd genügten dafür'bereits 0,5 Mol xiro Mol Thorium für
eine Thoriumnitratlösung mit 400 g Th/1. Ein messbarer Viskositätsanstieg
nach dem zusatz der organischen verbindung zur Thoriumnitratlösung wurde dabei nicht festgestellt, die Viskosität
betrug nur 4 bis 5 cp bei 20 C. Die Anwendung dieser
chemischen Stoffe erwies sich als besonders einfach; Thoriumnitratlösung von pH-Wert 3,b, die durch Neutralisation der stark
sauren Lösung mit Ämmoniakgas bei Temperaturen unterhalb 20 C hergestellt wurde, wurde unter Rühren mit den genannton organischen
Flüssigkeiten im angegebenen Mischungsverhältnis bei Raumtemperatur
vermischt. Die erhaltene klare, stabile Lösung wurde in bekannter Weise in Tropfen umgewandelt, indem diese Lösung
unter der Einwirkung eines elektromagnetischen schwingsystems
durch eine Düse gedruckt wurde, wobei der ausfliessende Flüssigkeitsstrahl
bei einer Frequenz von 400 Hertz in Luft in 24
Tropfen pro Minute zerfiel, welche während des Fallens durch eine 20 bis 30 cm lange Ammoniakgasatmosphäre zu festen sphärischen
Teilchen härteten und im ammoniakalisehen Fällbad aufge«
fangen wurden.
Bei Anwendung des Ketons Aceton sowie der cyclischen Äther
Dioxan und Tetrahydrofuran wurden das gleiche Verhalten
- 10 -
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- to- -
der Lösung und dasselbe Ergebnis wie bei Benutzung der vorgenannten
Aldehyde erzielt. Auch diese Stoffe bewirkten schon bei Zusatz von 0,5 Mol pro Mol Thorium eine Formstabilisierung
der Tropfen im Animonialcgas.
Von den Carbonsäuren erwies sich die flüssige Brenztraubensäure als besonders geeignet, insbesondere für die Erzeugung etwa
hölierviskoser Lösungen bis zu 15 cp, deren Anwendung bei der Herstellung
grösserer Tropfen bzw.Mikrokugeln von beispielsweise
0,6 bis 0,b mm Durchmesser vorteilhaft sein kann.
Eine ähnliche wirkung wurde bei Anwendung einiger Aminosäuren,
wie Glycin oder L-Leucin, beobachtet..
Auch Säureamide, wie Foi-maini'd und Acetamid ,sowie Säureimide,
wie succinimid, stabilisieren die Kugelform der Tropfen durch Härtung in Ammoniakgas. Hierfür genügen schon Mengen von 0,5
Mol pro Mol Thorium, wobei keine messbare Viskositätserhöhung der Lösung eintritt. Diese Stoffe werden in entsprechender
Menge mit der Uran- und/oder Thoriumsalzlösung entweder vermischt, wie bei Formamid, oder darin gelöst.
Weiterhin wurde überraschend gefunden, dass auch Amine sehr geeignet sind, die Kugel form der Tropfen zu stabilisieren,
wenn sie vorher mit Säuren zu Ammoniumsalzen neutralisiert werden,
so führt beispielsweise basisches Äthylendiamiii zu einer
Fällung in der Thoriumnitratlösung, eine mit 2 Mol Salpetersäure pro Mol Diamin neutralisierte Ammonimsalzlösung des
Äthylendiamins kann jedoch mit der Thoriumnitratlösung zu einer klaren, stabilen Lösung mit einem Gehalt von 290 g Thorium und
37 g Äthylendiamin pro Liter vermischt werden, die in Tropfenform in Ammoniakgas ebenfalls zu kugelförmigen Teilchen härtet.
Wasserlösliche phenole, vorzugsweise Resorcin und pyrogallol, bewirken ebenfalls eine Tropfenstabilisierung und -härtung
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in Ainnioniakgas. Bei Anwendung von konzentrierter Thoriumnitratlösung
von pH 3,8, die 430 g Thorium pro Liter Lösung
enthält, genügen 0,5 Mol Resorcin pro Mol Thorium für die
Härtung der Tropfen, während bei stärker verdünnter Thoriumnitratlösung mit 250 g Th/1 1 bis 2 Mol Resorcin für die Erzeugung
einer guten Kugelform der Teilchen erforderlich waren. Die Viskosität bei 20°C stieg beim Lösen des Resoreins von
k cp auf b bis 12 cp nur geringfügig an und die Lösung war unbegrenzt
stabil. Die mit wasser Annnoniumnitrat-frei gewaschenen
sphärischen Teilchen färbten sich an Luft langsam schwarz, hervorgerufen durch die sauerstoffempfindlichkeit des noch enthaltenen
Resorcins. Ȁhnliche Ergebnisse "wurden mit pyrogallol
erzielt, das in einer Konzentration von 0,5 Mol pro Mol Thorium
die Kugelform der Tropfen ebenfalls stabilisierte. Aufgrund der Sauerstoffempfindlichkeit des pyrogallols färbten sich die Teilchen
schnell schwarz.
in beiden Beispielen wurde der Durchsatz auf mehr als 2k .000
Tropfen pro Minute gesteigert.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die vorstehend aufgeführten
Stoffklassen, sondern beinhaltet auch wasserlösliche monomere Kohlenwasserstoffverbindungen der heterocyclischen Reihe,
die die genannten funktioneilen Gruppen enthalten. So wurde beispielsweise
gefunden, dass Alloxan (Ν,Ν'-Mesoxalylharnstoff),
eine heterocyclische, wasserlösliche Sechsringverbindung aus Carbonyl- und iniinogruppen, ebenfalls eine Verfestigung von
Tropfen aus konzentrierter Thoriumnitratlösung von pH 3,& in
Ammoniakgas bewirkt, während die Abwesenheit dieses Stoffes zu einer völligen Formzerstörung der Tropfen beim Auftreffen
auf die Oberfläche des Fällbades führt.
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-AV
Günstigen Einfluss auf die Herstellung kugelförmiger Teilchen
kann die gleichzeitige Anwendung zweier oder mehrerer der genannten
wasserlöslichen Eonoeeren Kohlenwasserstoffverbindungcn
haben. Für die Herstellung von (Th^UjOg-Mischoxidkügelchen hat
sich zum Beispiel der Zusatz voa 0,25 Mol Glycin zu einer Thorium
nitrat-Zuranylnitrat-Resorciii-Lösung (Molverhältnis 0,9 : 0,1
: 0,5) bewährt, wodurch optimale Bedingungen für die Stabilität der Lösung, für die Tropfcnerzeugung und für die Kugelforci der
Teilchen erzielt werden. Mit einer solchen Mischung aus 1 Mol Resorcin und 0,25 Mol Glycin pro Mol uran in uranylnitratlösung
vom pH-Virert 2 mit 300 g u/l wurden auch sphärische Teilchen aus
Ammoniumdiuranat bei hohem Durchsatz erzeugt, die arisch liessend
in bekannter weise durch Waschen, Trocknen und reduzierendes Sintern zu dichten UOp-Mikrö.kügelchen vom Durchmesser 200 /Uni
verarbeitet wurden. Dabei konnte der Durchsatz je Düse bis auf IbO 000 Tropfen pro Minute gesteigert werden, entsprechend einer
Uranmenge von mehr als 0,4 kg pro Stunde und Düse. In einer Lösung der gleichen zusammensetzung wurde zusätzlich Ruß dispergiert,
wobei die Viskosität nur geringfügig anstieg. Bei einem Durchsatz von 90 000 Tropfen je Düse und Minute wurden
schwarze runde Teilchen von 0,8 mm Durchmesser erhalten, die in bekannter Weise durch Reaktionssintern zu gesinterten UCo-Kügelchen
vom Durchmesser 220 /iim verarbeitet wurden.
Das verfahren gemäss der Erfindung wird anhand folgender Beispiele
näher erläutert;
Thoriumnitratlösung mit 500 g Thorium pro Liter wurde unter Kühlung auf 5 bis 10 C mit Ammoniakgas auf pH-Wert 3»& neutralisiert,
wobei eine klare Lösung mit kkli g Thorium je
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Liter entstand, in I860 ml dieser Lösung, die «26 g Thorium
enthielt, wurden bei Zimmertemperatur unter Rühren 213 g
Resorcin und 87 g Glycin gelöst und noch 780 ml Ivasser sowie
170 nil Urany In it rat lösung, die im Liter 490 g uran enthielt
,zugegeben. Diese klare Lösung von 3 1 Volumen, die
je Liter 303 g Th + U im Gewichtsverhältnis Th : U = 10 : 1
sowie 71 g Resorcin und 29 g Glycin enthielt und eine Visko-.sität
von 11 cp aufwies, wurde nach bekannten Methoden in gleich grosse Tropfen zerlegt, indem die Lösung unter der Einwirkung
eines elektromagnetischen Schwing systems durch eine Düse
gedrückt wurde, wobei tier ausfliessende Flüssigkeitsstrahl bei
einer Frequenz von 400 Hertz in Luft 24 000 Tropfen pro Minute
bildete, welche während des Fallens durch eine 20 cm lange Ammoniakgasatmosphäre zu festen sphärischen Teilchen härteten,
die in einem ammoniakalischen Fällbad als Kügelchen aus Thoriumoxidhydrat
und Ammoiiiunidiuranat gesammelt wurde.
Das Molverhältnis der Kohlenwasserstoffverbindung zu Thorium
plus uran betrug für Resorcin 0,5 und für Glycin 0,3· Die
sphärischen Partikeln wurden mit wasser und isopropanol frei von Ammoniumnitrat gewaschen, getrocknet, an Luft kalziniert
und unter Wasserstoff bei 1700°C zu (Th, u)02-Mischoxidkügelchen
von hoher Dichte (grosser 9ö c,o der theoretischen
Dichte) gesintert. Die Analyse einer repräsentativen Teilmenge von über 2 000 Teilchen ergab einen mittleren Durchmesser
von 391 ,um mit einer Standardabweichung von b,b ,um für 99 ',Ό
aller Teilchen mit 99i'ciger Wahrscheinlichkeit, das entspricht
einem Variationskoeffizienten von 2,3 c/c. Die untersuchung
der Kugelform ergab, dass das Verhältnis von grösstem zu kleinstem Durchmesser je Kugel bei mehr als öO c;i>
aller Kügelclien
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-JtU *
zwischen 1,00 und 1,0p lag und dass weniger als 1 c'c ein Durchmesserverhältnis
von 1,10 hatte. Der Durchsatz je Düse betrug 0,4 kg Thorium plus Uran pro stunde in Form von 400- ,uni-Kügelchen ,
das sind über 1,Ί · 10 Teilchen.
•523 ml Thoriuniiiitratlösiuig vom pH-Vert 3,^, lüe im Liter 444 g
Thorium enthielt, wurden unter Rühren mit 48,5 g Brenztraubensäure
und nach 15 Minuten noch mit 110 ml v/asser und 4ö,5 ml
Uraiiyliii trat lösung (490 g ü/1) vermischt. Die klare Lösung von
73O ml Volumen hatte eine Viskosität von 13 cp bei 20 C und
entliilct pro Liter 350 g Thorium plus Uran im Gewichtsverhältnis
Th : TJ = 10 : 1 sowie 66 g Brenztraubensäure. Auch nach 1 äugerei'
Standzeit von 24 Stunden wurde ein Auskristallisieren von Bestandteilen
oder eine Trübung der Lösung nicht beobachtet. Diese Lösung wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, in 4b 000 Tropfen
pro Minute umgewandelt, welche in Ammoniakgas und Ammoniaklösung
zu festen, kugelförmigen Teilchen aushärteten, die frei von
Ammonnitrat gewaschen und an Luft getrocknet wurden. Das Molverhältnis
Brenztraubensäure zu Thorium plus Uran betrug 0,5·
in 306 ml uranylnitratlösung vom pH-Wert 2, die im Liter 490 g
Uran gelöst enthielt, wurden 71 g .Resorcin und 12 g Glycin gelöst
und 110 ml Wasser zugegeben, wobei eine klare Lösung mit einer Viskosität von 2 cp bei 20°C entstand, die je Liter 300 g
Uran, 142 g resorcin und 24 g Glycin enthielt, entsprechend einem Molverhältnis Resorcin zu Uran von 1 und Glycin zu Uran von 0,25·
Diese Lösung blieb über 4b stunden klar und wurde, wie in Bei-
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spiel 1 beschrieben, durch eine Düse gedrückt, wobei der auslaufende
Flüssigkeitsstrahl 120 000 uniforme Tropfen bildete, welche
in Ammoniakgas gehärtet und in Ammoniaklösung in Form fester Kügelchen aus Ammoniuindiuranat vom Durchmesser 0,b mm
gesammelt wurden. Die Weiterbehandlung durch Väschen zwecks
Entfernung von Ammoniumnitrat, Trocknen, Kalzinieren und sintern
unter Wasserstoff bei 1700 C ergab sphärische Kernbrennstoffkügelchen
aus dichten UO2 vom Durchmesser 200 ,um. Messungen
ergaben, dass das Verhältnis von grosstem zu kleinstem Durchmesser
je Kugel bei b6 1J0 aller Teilchen unter 1,0p lag und bei
den restlichen Teilchen 1,10 nicht überschritt.
In einer Lösung der in Beispiel 3 genannten zusammensetzungen
wurden 30 g Ruß dispergiert. Diese Suspension mit einer Viskosität
von 10 cp bei 20 C wurde unter ständigem Rühren, wie in Beispiel 1 beschrieben, in kugelförmige schwarze Partikeln
umgewandelt. Bei einer Frequenz von 1500 Hertz betrug der Durchsatz
je Düse .90 ΟΌΟ Tropfen pro Minute, entsprechend 0,2 kg
Uran pro stunde und Düse. Nach dem Waschen und Trocknen wurden die Teilchen bei lb50°C unter Argon zu UCo-Brennstoffkernen vom
Durchmesser 220 /um reagiert und gesintert.
In 2oO ml Thoriumnitratlösung vom pH-Wert 3,ö, die hbl g Thorium
je Liter enthielt, wurden 116,5 g Resorcin gelöst. Durch Verdünnen
mit 150 ml wasser entstand eine Lösung, die je Liter 250 g Thorium und 237 g Resorcin enthielt, entsprechend einem
Iiesorcin/Thoriuni-Molverhältnis von 2 : 1, und deren viskosität
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bei 20 C 9 cP betrug. Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde
die Lösung bei einer vibratorfrequenz von 427 Hertz durch eine
Düse gedruckt und in 25 700 Tropfen pro Minute umgewandelt,
die in einer Aiumoiiiakgasatmosphäre von 30 cm Länge zu Kugelchen
aus Thoriuuioxidhydrat erstarrten und in wässriger Ammoniaklösung
aufgefangen wurden. · Die sphärischen Teilchen wurden durch waschen von Ammoniumnitrat befreit, getrocknet und an
Luft zu dichtem ThO0-BrUt stoff kernen vom Durchmesser 505 /Uia
kalziniert und gesintert. Das Ausmessen einer repräsentativen Probe von 200 Kugel chen ergab, dass 9b c/0 davon ein Durchmesser-Verhältnis
von grosstem zu kleinstem Durchmesser je Teilchen
unter 1,1 hatten. Obwohl jedes Teilchen im Mittel nur 0,65 mg
wog, betrug der Durchsatz je Düse 1 kg ThO0 P*0 Stunde.
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In 303 ml Thoriumnitratlösung vom pH-Wert 318 wurden 76,3 S
Acetamid und 12,1 g Glycin gelöst und unter Rühren noch 90 ml Wasser und 28,5 ml Uranylnitratlösung der Konzentration 490g U/l
zugegeben. Die klare Lösung enthielt pro Liter 3OO g Th+U im
Gewichtsverhältnis Th:U = 10:1, 152,6 g Acetamid und 24,2 g Glycin und hatte eine Viskosität von 11 cP bei 200C. Wie in
Beispiel 1 beschrieben, wurden daraus je Minute und Düse
36 000 kugelförmige Teilchen hergestellt, die durch Wärmebehandlung
einschließlich Sintern unter Wasserstoff bei 17000C in Mischoxidkügelchen aus (Th1U)O- von guter Sphärizität vom
Durchmesser 400/um umgewandelt wurden.
In diesem Beispiel bet'rug das Molverhältnis von Acetamid/ Th + U = 2 und Glycin/Th +U= 0,25.
In 5OO ml Thoriumnitratlösung vom pH-Wert 3,8 mit einem Gehalt
von 206 g Th wurden 50 g Pyrogallol gelöst, entsprechend einem
Molverhältnis Pyrogallol/Th von 0,4. Diese*.Lösung mit- der Viskosität
von 12 cP bei 200C wurde,wie in Beispiel 1,in Teilchen
von guter Kugelform umgewandelt, die sich beim Trocknen an Luft schwarz färbten.
564 ml Thoriumnitratlösung vom pH Wert3,8 mit einem Gehalt von 232 g Th (ΙΜ0Ι) wurden mit 29 g Propionaldehyd (0,5 Hol) vermischt.
Die klare Lösung hatte eine Viskosität von 5 cP bei 20 C und wurde, ähnlich wie in Beispiel 1, in Kügelchen aus
gefälltem Thoriumoxidhydrat umgewandelt. Die gewaschenen und getrockneten Teilchen zeichneten sich durch gute Eundheit aus.
Ähnlich gute Ergebnisse wurden mit einer Lösung erhalten, die anstelle von Propionaldehyd 0,5 Mol Acetaldehyd pro Mol Th
enthielt und eine Viskosität von 4 cP bei 200C hatte.
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564 ml Thoriumnitratlösung vom pH-Wert 3?8 mit einem Gehalt
von 232 g Th (1 Mol) wurden mit 29 g Aceton (0,5 Mol) vermischt
und?ähnlich wie in Beispiel 1, in 24 000 diskrete
Teilchen je Minute und Düse umgewandelt. Die Viskosität der Lösung betrug 5 cP bei 200C.
564 ml Thoriumnitratlosung vom pH-Wert 318 mit einem Gehalt
von 232 g Th ( 1 Mol) wurden mit 44 g Dioxan (0,5 Mol) vermischt. Die klare Lösung hatte eine Viskosität von 5 cP bei
200C und wurde,ähnlich wie in Beispiel 1, zu Mikrokugeln aus
Thoriumoxidhydrat verarbeitet. Die verfestigten Teilchen wurden gewaschen und getrocknet und zeichneten sich durch gute
Kugelform aus.
Die Verwendung von 36 g Tetrahydrofuran (0,5 Mol) anstelle
von Dioxan ergab ähnlich gute Resultate. Die Viskosität der Lösung betrug ebenfalls 5 cP bei 200C.
In 5^0 ml Thoriumnitratlosung vom pH-Wert 318 mit einem Gehalt
von 232 g Th ( 1 Mol) wurden unter starkem Rühren langsam 10g
L - Leucin ( 0,077 Mol) zu einer klaren Lösung von 4 cP Viskosität bei 200C gelöst. Diese Lösung mit 394- g Th/1 wurde } ähnlich
wie in Beispiel 1, in kugelförmige Teilchen von guter
Rundheit umgewandelt, anschließend frei von Ammonnitrat gewaschen und an Luft getrocknet.
In 540 ml Thoriumnitratlösung vom pH-Wert 3,8 mit einem Gehalt
von 232 g Th (1 Mol) wurden 8,1 g Glycin (0,1 Mol) gelöst. Die Konzentration pro Liter Lösung betrug 428 g Th und
15 -g Glycin, die Viskosität betrug 8 cP bei 200C.
Wie in Beispiel 1, wurde diese Lösung in Kügelchen aus Thoriumoxidhydrat
umgewandelt, die mit Ammoniakwasser nitratfrei gewaschen
und bei 900C an Luft getrocknet Ve_3r&@iU Der analytische
Nachweis von Glycin im V/aschwasser fiel negativ aus.Die getrockneten
Teilchen enthielten 1,3 Gew% Kohlenstoff.
In 564 ml Thoriumnitratlösung vom pH-Wert 3»8 mit. einem Gehalt
von 232 g Th (1 Mol) wurden bei Zimmertemperatur 29,5 S Acetamid
( 0,5 Mol) gelöst. Die klare Lösung der Viskosität 5 cP "bei 200C
wurde,ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben, in kugelförmige-Teilchen
umgewandelt, die gewaschen und an Luft getrocknet wurden. Die Verwendung von 22,5 Formamid ( 0,5 Mol) anstelle von
Acetamid ergab ebenfalls Thoriumoxidhydratkügelchen. Die Viskosität dieser Lösung betrug ebenfalls 5 cP bei 200C.
In 564 ml Thoriumnitratlo sung vom pH-Wert 3,8 ..mit einem Gehalt
von 232 g Th ( 1 Mol) wurden unter Rühren 49,5 g Succinimid
(0,5 Mol) gelöst. Die klare Lösung der Viskosität 5 cP bei 200C
wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu getrockneten Mikrokugeln guter Kugelform vom Durchmesser 1 mm verarbeitet.
30 g Äthylendiamin ( o,5 Mol) wurden unter Kühlung mit 100 ml
Vasser vermischt und mit 70 ml 65%iger Salpetersäure in 50 ml
Wasser auf ρίϊ 6 neutralisiert. Diese neutralisierte Lösung wurde
unter Rühren mit 564 ml Thoriumnitratlösung vom pH-Wert 3,8,
die 232 g Th ( 1 Mol) enthielt, vermischt, wobei klare' Lösung
von 800 ml Volumen mit einem Gehalt von 290 g Th/1 entstand.
Die Viskosität betrug 4 c P bei 200C.
Ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde diese Lösung in 24 000 Tropfen je Minute und Düse umgewandelt, welche in NH,-Gas
gehärtet und in Ammoniaklösung als kugelförmige Teilchen
von.guter Form gesammelt wurden. ' - 20
TG9830/CU18
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHEVerfahren zur Herstellung von kugelförmigen, oxidischen oder karbidisehen Brenn- und/oder Brut stoffpartikein für Kernreaktoren, insbesondere für Hochtemperaturreaktoren, durch Vergiessen von uran- und/oder Thorium- und/oder Pl tit oni um sal ζ en, sowie im Falle der Karbidher st ellung auch feindispersen Kohlenstoff, enthaltenden wässrigen Lösungen aus einer in vibration versetzten Düse durch eine ammoniakhaltige Gasstrecke in ein ammoniaklisches Fällbad mit anschliessendera waschen, Trocknen und sintern bzw. Schmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrigen Lösung von Uran und/oder Thorium- und/oder plutoniumsalzen solche wasserlöslichen oder mit wasser mischbaren monomeren Kohlenwasserstoffverbindung en mit funktioneilen Aledehy-, Keto-, Äther-, Amino-, imino-, phenol-, Säureoder Säureaniidgruppen, einzeln oder im Gemisch, zugesetzt werden, die in wässriger alkalischer Lösung mit Uran, Thorium und plutonium stabile Addukte bilden, die mit Wasser' nicht auswaschbar sind, und die der Lösung eine Viskosität von nicht mehr als 15 cp bei 20 C verleihen.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lio 1verhältnis der monomeren Kohlenwasserstoffverbindung -3Zu uran und/oder Thorium in der Lösung 0,5 bis 3 : 1 beträgt.Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als monomere Kohlenwasserstoffverbindung Formaldehyd, Acetaldehyd, propionaldehyd und/oder Furfuryaldehyd, verwendet werden.-21-709830/0418 ORiGlNAL INSPECTEDk. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als monomere Kohlenwasser stoff verbindung Aceton verwendet wird.5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als monomere Kohlenwasserstoffverbindung Dioxan und/oder Tetrahydrofuran verwendet werden.6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gckennzeichnet, dass als monomere Kohlenwasserstoffverbindung Brenztraubensäure, Glycin und/oder L-Leucin verwendet werden.7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekeraizeichnet, dass als monomere Kohlenwasserstoffverbindung Formamid, Acetamid und/oder Succinimid verwendet werden.8. verfahren nach den Ansorüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als monomere Kohlenwasserstoffverbindung Äthylendiamiii verwendet wird, das vor seiner Anwendung mit Säure zum Ammoniumsalz neutralisiert wird.9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als monomere Kohlenwasserstoffverbindung Resorcin und/oder Pyrogallol verwendet werden.10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch geleentizeichnet, dass als monomere Kohlenwasserstof !'verbindung eine heterocyclische verbindung mit funktioneilen carbonyl-, Imino- oder Nitrilgruppen verwendet wird.Frankfurt/Main, 8.1.1976
Dr.Br.-Bi709830/0418
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2601684A DE2601684C3 (de) | 1976-01-17 | 1976-01-17 | Verfahren zur Herstellung von Brenn- und Brutstoff-Partikeln |
IT70093/76A IT1069110B (it) | 1976-01-17 | 1976-12-24 | Procedimento per la preparazione di particelle sferiche di combustibile o di fertilizzante per reattori nucleari |
BR7700263A BR7700263A (pt) | 1976-01-17 | 1977-01-14 | Processo para a fabricacao de particulas de materia combustivel e de incubacao |
US05/759,550 US4119563A (en) | 1976-01-17 | 1977-01-14 | Process for the production of fuel and fertile particles |
CA269,725A CA1080462A (en) | 1976-01-17 | 1977-01-14 | Process for producing fuel particles and fertile material particles |
SE7700444A SE410772B (sv) | 1976-01-17 | 1977-01-17 | Forfarande for framstellning av kulformade oxidiska eller karbidiska brensle- och/eller bridemnespartiklar for kernreaktorer |
FR7701240A FR2352374A1 (fr) | 1976-01-17 | 1977-01-17 | Procede de preparation de particules de combustible et de matiere fertile |
GB1678/77A GB1548048A (en) | 1976-01-17 | 1977-01-17 | Process for the production of nuclear fuel and fertile-material particles |
JP52003865A JPS6057555B2 (ja) | 1976-01-17 | 1977-01-17 | 原子炉用の酸化物または炭化物燃料および燃料親物質球形粒子を製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2601684A1 true DE2601684A1 (de) | 1977-07-28 |
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---|---|---|---|
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SE (1) | SE410772B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2425128A1 (fr) * | 1978-05-05 | 1979-11-30 | Agip Nucleare Spa | Procede de preparation de pastilles de combustible nucleaire ceramique |
DE3003934A1 (de) * | 1980-02-04 | 1981-08-06 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Resorcin/fuellstoff-praeparation, verfahren zur herstellung und verwendung derselben |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3126854C2 (de) * | 1981-07-08 | 1984-09-27 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung kugelförmiger Teilchen aus spontan reagierenden flüssigen Komponenten |
DE3144684C1 (de) * | 1981-11-10 | 1983-04-14 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkoerpern |
DE3406084A1 (de) * | 1984-02-20 | 1985-08-22 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Verfahren zum herstellen von oxidischen kernbrennstoffsinterkoerpern |
JPS61151622U (de) * | 1985-03-13 | 1986-09-19 | ||
US4963758A (en) * | 1988-10-17 | 1990-10-16 | General Atomics | Method of making compacts containing precise amounts of nuclear fuel |
US5139709A (en) * | 1991-02-04 | 1992-08-18 | Institute Of Nuclear Energy Research, Chinese Atomic Energy Council, Taiwan | Process for converting uranyl compounds to UO2 via ADU |
US5320786A (en) * | 1991-11-27 | 1994-06-14 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Zone sintering of ceramic fuels |
DE19627806A1 (de) | 1996-07-11 | 1998-01-15 | Siemens Ag | Kernbrennstoffsinterkörper und Verfahren zum Herstellen eines Kernbrennstoffsinterkörpers |
US6372157B1 (en) * | 1997-03-24 | 2002-04-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Radiation shielding materials and containers incorporating same |
DE10144352B4 (de) * | 2001-09-10 | 2008-02-07 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Brennelementen für Hochtemperaturreaktoren (HTR), geeignet für Einkreisanlagen mit Heliumturbine und zur sicheren Endlagerung der abgebrannten Brennelemente ohne Aufarbeitung |
US8116423B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-02-14 | Thorium Power, Inc. | Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly |
CA2710432C (en) | 2007-12-26 | 2016-04-26 | Thorium Power, Inc. | Nuclear reactor, fuel assembly consisting of driver-breeding modules for a nuclear reactor and a fuel cell for a fuel assembly |
DE102008055468B4 (de) | 2008-12-01 | 2010-09-02 | Nukem Technologies Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Brennstoffkernen |
ES2827304T3 (es) | 2008-12-25 | 2021-05-20 | Thorium Power Inc | Un conjunto combustible para un reactor nuclear de agua ligera |
US10192644B2 (en) | 2010-05-11 | 2019-01-29 | Lightbridge Corporation | Fuel assembly |
US10170207B2 (en) | 2013-05-10 | 2019-01-01 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
WO2011143172A1 (en) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof |
CN103189925B (zh) | 2010-09-03 | 2016-09-14 | 加拿大原子能有限公司 | 含钍的核燃料棒束以及包含这种核燃料棒束的核反应堆 |
US10950356B2 (en) | 2010-11-15 | 2021-03-16 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same |
KR20170052701A (ko) | 2010-11-15 | 2017-05-12 | 아토믹 에너지 오브 캐나다 리미티드 | 중성자 흡수제를 함유하는 핵연료 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3158614A (en) * | 1945-10-24 | 1964-11-24 | Glenn T Seaborg | Process of precipitating plutonium and compounds formed thereby |
US2904572A (en) * | 1956-11-26 | 1959-09-15 | Cfmc | New water-soluble complexes and a process for their preparation |
NL302007A (de) * | 1963-05-22 | |||
GB1067095A (en) * | 1964-01-21 | 1967-05-03 | Snam Spa | Production of balls or spheres of refractory materials |
GB1087322A (en) * | 1964-03-20 | 1967-10-18 | Atomic Energy Authority Uk | Recovery of uranium and/or plutonium from solution |
US3290122A (en) * | 1964-07-28 | 1966-12-06 | Sam D Clinton | Process for preparing oxide gel microspheres from sols |
US3301790A (en) * | 1964-09-24 | 1967-01-31 | Grace W R & Co | Metal oxide-carbon organosol process and product |
US3617584A (en) * | 1967-07-26 | 1971-11-02 | Grace W R & Co | Process for forming uniform microspheres |
JPS493755B1 (de) * | 1970-08-10 | 1974-01-28 | ||
US3933679A (en) * | 1972-01-14 | 1976-01-20 | Gulf Oil Corporation | Uniform microspheroidal particle generating method |
IT998979B (it) * | 1973-10-26 | 1976-02-20 | Snam Progetti | Processo per la preparazione di chelati di uranio iv |
-
1976
- 1976-01-17 DE DE2601684A patent/DE2601684C3/de not_active Expired
- 1976-12-24 IT IT70093/76A patent/IT1069110B/it active
-
1977
- 1977-01-14 BR BR7700263A patent/BR7700263A/pt unknown
- 1977-01-14 CA CA269,725A patent/CA1080462A/en not_active Expired
- 1977-01-14 US US05/759,550 patent/US4119563A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-01-17 JP JP52003865A patent/JPS6057555B2/ja not_active Expired
- 1977-01-17 GB GB1678/77A patent/GB1548048A/en not_active Expired
- 1977-01-17 SE SE7700444A patent/SE410772B/xx unknown
- 1977-01-17 FR FR7701240A patent/FR2352374A1/fr active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2425128A1 (fr) * | 1978-05-05 | 1979-11-30 | Agip Nucleare Spa | Procede de preparation de pastilles de combustible nucleaire ceramique |
DE3003934A1 (de) * | 1980-02-04 | 1981-08-06 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Resorcin/fuellstoff-praeparation, verfahren zur herstellung und verwendung derselben |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2601684C3 (de) | 1978-12-21 |
SE7700444L (sv) | 1977-07-18 |
IT1069110B (it) | 1985-03-25 |
CA1080462A (en) | 1980-07-01 |
FR2352374B1 (de) | 1980-08-29 |
US4119563A (en) | 1978-10-10 |
SE410772B (sv) | 1979-10-29 |
FR2352374A1 (fr) | 1977-12-16 |
GB1548048A (en) | 1979-07-04 |
DE2601684B2 (de) | 1978-04-27 |
BR7700263A (pt) | 1977-10-18 |
JPS6057555B2 (ja) | 1985-12-16 |
JPS52101396A (en) | 1977-08-25 |
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---|---|---|
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DE2918105C2 (de) | ||
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |