DE2611750A1 - Verfahren zur sinterung von kernbrennstofftabletten - Google Patents

Verfahren zur sinterung von kernbrennstofftabletten

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Description

ALKEM GmbH Unser Zeichen:
76 P 8 5 0 2
Verfahren zur Sinterung von Kernbrennatofftabletten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sinterung von Kernbrennstofftabletten aus Kernbrennstoffoxiden und Gemischen von Kernbrennstoffoxiden in reduzierender Ofenatmosphäre. Unter Kernbrennstoff werden dabei Uran, Plutonium und Thorium» jeweils für sich allein oder in Mischung verstanden.
Der Einfachheit halber wird jedoch in den folgenden Ausführungen nur von Urandioxid gesprochen.
Die Herstellung von Kernbrennstofftabletten erfolgt in an sich bekannter Weise durch Verpreseen von pulverförmiger» überstöchiometrischem UO2 χ und/oder Mischungen aus überstöchiometrischen U02+x mit pulverförmigen PuO2 zu Preßkörpern verschiedener Geometrie. Diese Preßkörper werden dann entweder ohne Zusatz von Binde- und Gleitmitteln in automatisch mit Schmieröl verschiedener Herkunft geschmierten Preßwerkzeugen oder unter Zusatz von Binde- und Gleitmitteln wie z.B. Zn-Stearat, Zn-Behenat, Paraffinen oder ähnlichen Materialien hergestellt.
Nach dem Pressen werden die Formkörper in hochwarmfeste Transportbehälter, sogenannte Transportschiffchen eingesetzt, durch einen widerstandsbeheizten, mit hochfeuerfesten Steinen ausgemauerten Durchstoßsinteröfen hindurchgeschoben, wobei unter reduzierenden Gasen wie Wasserstoff und/oder Edelgas/Wasserstoff- oder Stickstoff/Wasserstoff-Gemischen zunächst der über stöchiometrische Anteil des U02+x zum stöchiometrischen U02<OO reduziert wird und anschließend bei Temperaturen um 170O0C die Formkörper zu dichten, stabilen Tabletten gesintert werden.
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MU 21 Ant / 12.3.1976
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Im speziellen Fall der Herstellung von UOg/PuOg-Sinterkörpern für Leichtwasserreaktoren oder Brutreaktoren wird aus Sicherheitsgründen (Knallgasbildung) zur Reduktion des überstöchiometrischen U02+x ein Gasgemisch verwendet, das nur maximal 8 % Wasserstoff enthält.
Dadurch wird das Reduktionspotential des Gasgemisches (ausgedrückt als partielle freie Enthalpie des Sauerstoffes und damit, beim System H2/H20, proportional dem Hg/HgO-Verhältnis) gegenüber reinem Wasserstoff stark herabgesetzt, was zu einer erheb lichen Verlängerung der Reduktionszeit und, bei direkt anschließendem Sinterofen, zu einer äquivalenten Verlängerung der Sinterzeit führt.
Durch das bei der Reduktion entstehende Reaktionswasser wird das
Reduktionspotential weiter herabgesetzt, da die Wasserkonzentration im Gas ansteigt. Damit das Gasgemisch überhaupt noch reduzierend wirkt, darf das Hg/HgO-Partialdruckverhältnis nicht kleiner als 10:1 werden. Um diese Änderung des Reduktionspotentials, die selber wieder proportional der pro Zeiteinheit reduzierten Oxidmenge ist, auszugleichen, kann trockenes Frischgas in den Ofen eingeführt werden. Bei Durchsätzen von z.B. 12 kg UO9 «/Stunde müssen insgesamt stündlich 35 m Gasgemisch durch den Ofen gespült werden, damit das Verhältnis H2/H20»10:1 nicht unterschritten wird.
Beim Sintern der U02/Pu02-Brennstofftabletten kann bei den vorliegenden hohen Temperaturen ein insgesamt unterstöchiometrisches Oxid, bedingt durch die Reduktion des Pu (IV) zu Pu (III), entstehen. Je nach dem vorgesehenen Einsatzgebiet, ob Leichtwasser- reaktor oder Brutreaktor, ist entweder ein stöchiometrisches oder ein unterstöchiometrisches Oxid erwünscht. Um die jeweils gewünschte Stöchiometrie einzustellen ist es erforderlich, ein jeweils unterschiedliches Reduktionspotential im Hochtemperaturteil des Ofens einzustellen. Dies wird durch Befeuchten des Frischgases auf vorher errechnete Wasserkonzentrationen eingestellt.
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Die Anforderungen, die sich demnach verfahrenstechnisch bezüglich des Reduktionspotentials in Reduktion«-· und Sinterteil des Durchstoßofens ergeben, sind somit genau gegenläufig.
Verwendet man zur Reduktion und Sinterung das preisgünstige Stickstoff/Wasserstoff-Gemisch, wird eine unzulässige hohe Verunreinigung des Kernbrennstoffes durch Stickstoff gefunden. Dies läßt sich durch eine Temperaturbehandlung bei T a 100O0C unter Edelgasen oder Edelgas/Wasserstoff»Gemischen wieder abbauen und führt notwendigerweise dazu, als Reduktions- und Sintergas nur das teuere Edelgas/Wasserstoff-Gemisch einzusetzen, sofern man nur ein Gasgemisch für beide Ofenteile benutzt.
Es ergab eich daher die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, bei dem
während der Reduktion der Uberstöchiometrischen Preßkörper ein stark reduzierendes Gas eingesetzt werden kann, d.h. ein möglichst trockenes Gas in großen Mengen durch den Ofen gespült wird,
aufgrund der notwendig hohen Gasmenge die Verwendung eines relativ billigen Gasgemisches möglich wird,
in der Hochtemperaturzone ein Gasgemisch eingesetzt werden kann, dessen Reduktionspotential für die unterschiedlichen Anwendungsfälle unterschiedlich einstellbar ist,
_5 in allen Fällen jedoch geringer ist als das in der Reduktionazone,
als Gasgemisch in jedem Fall beim Abkühlen des Sinterkörpers auf T «c 10000C ein Edelgas/Wasserstoff-Gemisch Verwendung finden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Kernbrennstofftabletten zunächst einen Reduktionsofen zur Einstellung der Stöchiometrie der Kernbrennstoffoxide mit einstellbarer Geschwindigkeit bzw. Verweildauer durchlaufen, dann in abge-
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kUhltem Zustand zu einer Kontrollstation geführt werden und anschließend einen Sinterofen mit unabhängig einstellbarer Verweildauer bzw. Durchsatzgeschwindigkeit passieren.
Die Reduktion solcher zunächst Uberstöchiometrischer Preßkörper erfolgt beispielsweise in einem von außen beheizten Muffelofen, dessen Temperaturprofil durch entsprechende Regelung einzelner Heizkreise in weiten Bereichen (100 - 10000C) dem für die Reaktionsführung in Abhängigkeit von verschiedenen Randbe dingungen (Anteil der Uberstöchiometrie, Menge an Preßkörpern pro Zeiteinheit, Form der Preßkörper, Reaktivität der Pulver) optimalen Temperaturverlauf angepaßt werden kann. Um die Wasserkonzentration den Reduktionsverlauf entsprechend gering zu halten, werden an verschiedenen Stellen zusätzliche Gaseinblasestellen vorgesehen.
Nach dem Verlassen der Muffel kann dann in der Kontrollstation
sehr schnell überprüft werden, ob die Reduktion vollständig abgelaufen ist. Diese Kontrolle kann beispielsweise optisch durchgeführt werden, so gibt z.B. der Farbton der Preßkörper Aufschluß über den stöchiometrisehen Zustand.
Dies hat den Vorteil, daß schon frühzeitig festgestellt werden kann, ob die Preßkörper ausreichend reduziert sind, da im Fall· einer nicht ausreichenden Reduktion beim Sintern Fehler entstehen würden, die deren Verwendbarkeit einschränken würden.
Unter Umständen müßten dann solche Preßkörper sogar als Schrott verworfen werden.
Als Reduktionsgas kann ein Stickstoff/Wasserstoff-Gemisch benutzt werden, das erhebliche Kostenvorteile hat. Die Durchstoßgeschwindigkeit und die Abmessungen der Muffel kann optimal den gegebenen Reduktions- und Materialverhältnissen angepaßt werden. Vor allem ist die Durchstoßgeschwindigkeit unabhängig von der Durchstoßgeschwindigkeit des Sinterofens.
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Durch die Verwendung einer geschlossenen, von außen beheizten Muffel ergeben sich weitere Vorteile dadurch, daß das Auswechseln defekter Heizkreise ohne die erschwerenden Bedingungen des Arbeitens mit radioaktiv kontaminierten Werkstücken möglich ist, daß die Gasströmungsverhältnisse und die Mengenbilanz besser beherrschbar sind als in den mit gasdurchlässiger Ausmauerung versehenen öfen sowie schließlich, daß sich die Zersetzungsprodukte des Schmiermittels oder/und der Binde- und Gleitmittel nicht mehr unkontrollierbar an kühleren Stellen des Ofenmantels kondensieren, sondern mit dem heißen Gas aus der Muffel ausgetragen werden. Durch die Verwendung von Stickstoff/Wasserstoff-Gemischen 1st weiterhin der Einsatz von elektrostatischen Staubabscheidern möglich, die neben Staub auch die Zersetzungsprodukte des Schmieröls und/oder der Binde- und Gleitmittel erfassen. Elektrostatische Abscheider sind in Gegenwart von Argon (als billigstem Edelgas) nicht einsetzbar, da Argon bei der relativ hohen Spannung schon ionisiert wird und der Abscheider dann durchschlägt. Ein hoher Abscheidegrad ist aber notwendig, da das Ofengas nur über Absolutfilter an die Außenluft abgegeben werden darf.
Die Sinterung der reduzierten Preßkörper wird nach Durchlaufen einer bereits erwähnten Kontrollstation in einem widerstandsbeheizten, mit hochfeuerfesten Steinen ausgemauerten Ofen durchgeführt.
Da keine Reduktion mehr erfolgen muß, kann das Reduktionspotential im Ofen in jeder notwendigen Größenordnung ohne Auswirkungen auf die vorhergehende Reduktion eingestellt werden. Insgesamt ist dazu nur eine geringe Menge eines Edelgas/ Wasserstoff-Gemisches erforderlich, da das zu sinternde Material bereits reduziert 1st und deshalb kein zusätzliches Wasser mehr entsteht. Dies bringt gegenüber der bisher üblichen Verfahrenstechnik außerdem erhebliche Kostenvorteile mit sich.
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Durch die Entkoppelung von Reduktion und Sinterung können die Länge des Sinterofens und die Durchstoßgeschwindigkeit optimal auf die betrieblichen Erfordernisse, wie Platzbedarf und größt, mögliche Auslastung einerseits und die Anforderungen an das gesinterte Oxid, wie z.B. Garantie einer minimalen Verweilzeit in der Hochtemperaturzone andererseits abgestimmt werden.
Der zur Durchfuhrung dieses Verfahrens notwendige apparative Aufwand ist in der Figur schematisch dargestellt. Der Reduktions ofen ist mit 3 bezeichnet, er 1st außen wassergekühlt 32, seine Heizwicklung 31 befindet sich außerhalb des eigentlichen Ofenraumes, der über die Leitungen 33a, b und c an eine nicht dargestellte Quelle fUr ein Gasgemisch N2/H2 angeschlossen ist. Über die Leitung 34 verläßt dieses Gasgemisch den Ofenraum wieder und wird dabei in einer Einrichtung 35 gereinigt. Dort werden evtl. ausgetriebene Bindemittel kondensiert und Stäube elektrostatisch abgeschieden. Das Sintergut befindet sich auf nicht dargestellten Transportschiffchen aus hochwarmfestern Material, wie z.B. Molybdän und wird am Einlauf 1 in den die ganze Anlage durchsetzenden Transportkanal 19 eingesetzt. Nach dem Einlauf ist eine Einlaufschleuse 2 vorgesehen, die den Innenraum des Reduktionsofens 3 von der Außenatmosphäre abschließt. Nach dem Durchlaufen dieses Ofens ist wiederum eine Auslaufschiene 4 ähnlicher Konstruktion vorgesehen, die dem gleichen Zwecke dient.
Vor dieser ist dieser Kanal 19 noch mit einer Wasserkühlung 12 versehen, die das bereits im Ofen 3 abgekühlte Sintergut weiter auf Raumtemperatur abkühlt. Die Transportschiffchen gelangen nach dem Durchlaufen der Auslaufschleuse 4 in eine Kontrollstation 5) die gleichzeitig auch als Zwischenlager ausgebildet sein kann. Dort wird z.B. festgestellt, ob der im Ofen 3 durchgeführte Reduktionsvorgang ordnungsgemäß abgelaufen ist. Das Zwischenlager ermöglicht weiterhin unterschiedliche Durchsätze im Reduktionsofen und im nachfolgenden Durchstoßsinterofen 7. Dieser ist wiederum mit einer äußeren Wasserkühlung 72 versehen, die elektrische Heizwicklung, die Sintertemperaturen bis auf
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iial 1760 C ermöglicht,, befindet; sich innerhalb der eigentlichen Ofenkammer. Über die Leitungen 75 und 74 wird ein Gemisch aus Argon und Wasserstoff mit regelbarem Wasserdampf gebalt zu- und abgeführt. Die Schleusen 6 und S vor und nach dea Sinterofen 7 sorgen dafür« daß keine schädliche Atmosphäre in den Innenraua ües Transportkanals 19 gelangt. FIIr die restliche Ab-. kühlung der den Ofen im fertig gesinterten Zustand verlassenden Preßkörper sorgt die Wasserkühlung 13 des Transportkanals 19. An Auslauf 9 des Transportkanals 19 können dann, die Transportschiffchen. der Ofenanlage entnommen werden, und die Kernbrennstoff tabletten ihrer weiteren Verarbeitung, wie z.B. Schleifen, zugeführt werden.
Axt zwei Beispielen soll nun dieses Verfahren weiter näher veransefaatilieht werden.
Beispiel 1s
UOn/FuO^'Pulvergemische der Stöchiometrie 2,2 (Sauerstoffgtfttallverhäitnis) werden bindemittelfrei zu Preßkörpern im Bichtetiereich 5»5 Gramm pro cm^ verpreßt. Diese Preßkörper werden, in Transportschiffchen aus Molybdän geladen^ $eama Transportschiffchexs. niia&t dabei ein Preßkörpergewicht von etwa 4 kg *uf. über die Schleuse 2 werden diese Transportschiffenen dann in den Reduktionsofen 3 eingefahren.
Dieser hat ein Temperaturprofil in der Art, daß die Temperatur Vom Raumtemperatur in ersten Viertel der Länge des Ofens auf 1QQO0C ansteigt» diese Temperatur über die halbe Länge amm Ofens gehalten, wird und in letzten Viertel der Länge wieder auf Raumtemperatur abfSüt.
Durch den Ofen strömt über die Leitungen 33a r b und c eine Gesantgasiaenge von 35 *3 pro Std. Stickstoff mit 8 % Wasserstoff ein* wobei der Feuchtegehalt im eintretenden. Gas kleiner als 10 ppm ist. Die gesamte Gaemenge wird in der Weise in den Ofen
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eingeleitet, daß 15 nt pro Stunde über die Leitungen 33a am Ofenausgeng einströmen und jeweils 10 r pro Stunde von zwei weiteren. Gaseinfilhrungsleitungen b und c in die heiße Zone eingeführt werden.
Die Durchstoß- bzw. Bttrchlaufgeschwindigkeit der Transportschiff chen wird so gewühlt, daß in der Stunde ca« 12 kg UO2 PreflkSrper, das sind also 3 Transportschiffchen, in den Ofen gelangen bzw. diesen wieder verlassen. Der Feuchtegehalt des in einen Sammelrohr 34 den Ofen 3 verlassenden Sintergases wird kontinuierlich gemessen. Übersteigt dieser einen Wert von 8000 vft« HgO* erfolgt ein Alarm und die Burchstoßgeschwindlgkeit muß entweder reduziert werden oder es muß eine geringere Menge en Preßkörpern in das einzelne Transportschiffchen geladen werden. Mach dem Abkühlen bis auf Raumtemperatur werden die Tranaportschiffchen aus dem Ofen 3 ausgefahren und in die Kontrollstmtian bzw. das Zwischenlager 5 verbracht. Dort wird, die Stöchiometrie stichprobenartig überprüft. Ist diese kleiner eis IKl2 QK werden die Transportschiffchen in den eigentlichen Sinter-
ofen 7 mit einer Temperatur größer 1600°C eingebracht. Die Durchstoßgeschwindigkeit durch diesen Ofen wird einheitlich für alle Freßkörper so geregelt, daß die Verweilzeiten in der Zone der Höchsttemperatur gleich bleibt und den Forderungen der Kernbrennstoff ausleger entspricht. Dieser Sinterofen wird dabei von einem
~S Gasgemisch aus Argon und δ % Wasserstoff sowie einem beliebig einstellbaren Vaesergehalt durchströmt. Dieser Vassergehalt wird so eingestellt, daß das Sauerstoffpotential (WasserstoffsWesserverhältnis) ums Gases bei üsn Sintertemperaturen gleich dem Sauerataffpotential in den Kernbrennstofftabletten gewünschter StScMometrie bei gleicher Temperatur ist. Die durchzusetzende Gasmenge ist dabei auf maximal 10 ar pro Stunde beschrankt.
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Beispiel 2:
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pp Pulver der Stöchiometrie 2,2 werden nach Zusatz von Binde- und/oder Gleitmitteln zu Preßkörpern im Dichtebereich um 5,6 Gramm pro cm gepreßt und nach dem Pressen in die Transportschiffchen geladen. Auch hier wird wieder pro Schiffchen ein Preßkörpergewicht von etwa 4 kg aufgegeben und dann diese in den Reduktionsofen 3 eingefahren.
Das Temperaturprofil dieses Ofens sowie die Gasversorgung für den Reduktionsvorgang sind die gleichen, wie im Beispiel 1. Es 1st jedoch die Durchstoßgeschwindigkeit so zu wählen, daß das Austreiben des Binde- und/oder Gleitmittels zu keinen bleibenden Schäden am Preßkörper führt. Die obere zulässige Grenzgeschwindigkeit wird am einfachsten experimentell bestimmt und als Grenzwert am nicht dargestellten Transportantrieb eingestellt. Das aus dem Ofen 3 im Sammelrohr 34 austretende Gae wird durch die Einrichtung 35 geführt, wo das ausgetriebene und durch den heißen Gasstrom aus dem Ofen auegetragene Binde- und Gleitmittel niedergeschlagen wird. Desgleichen findet dort eine Entstaubung des Gasstromes auf elektrostatischem Wege statt.
Die weitere Behandlung der Preßkörper erfolgt in gleicher Wels· wie im Beispiel 1.
Weitere Angaben wie z.B. über Durchlaufgeschwindigkeiten lassen sich nicht verallgemeinern, da diese von der Zusammensetzung der Kernbrennstofftabletten sowie von deren geometrischen Abmessungen abhängen und wie auch sonst Üblich, leicht experimentell festgestellt werden.können.
Zusammenfassend sei nochmals erwähnt, daß diese Verfahrensführung einer Trennung von Reduktionsvorgängen und der eigentlichen Sinterung es gestattet, für beide Bereiche optimale Betriebsbedingungen einzustellen und einzuhalten, so daß das End- produkt in bestmöglicher Qualität erhalten wird.
12 Patentansprüche 1 Figur
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Claims (12)

  1. Patentansprüche
    '( 1. /Verfahren zur Sinterung von Kernbrennstoff tabletten aus Kernbrennstoff oxiden und Gemischen von Kernbrennstoffoxiden in reduzierender Ofenatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbrennstofftabletten zunächst einen Reduktionsofen (3) zur Einstellung der Stöchiometrie der Kernbrennstoffoxide mit einstellbarer Geschwindigkeit bzw. Verweildauer durchlaufen, dann in abgekühltem Zustand zu einer Kontrollstation (5) geführt werden und anschließend einen Sinterofen (7) mit unabhängig einstellbarer Verweildauer bzw. Durchsatzgeschwindigkeit passieren.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbrennstofftabletten in den beiden voneinander getrennten öfen (3/7) bei verschiedenen Temperaturen und in verschieden zusammengesetzten, voneinander unabhängigen Gasatmosphären
    und/oder mit verschiedenen Gasmengen, die wahlweise ver-Ä schiedene Feuchtigkeitakonzentrationen enthalten können, behandelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbrennstofftabletten zwischen den beiden öfen (3 und 7) auf Temperaturen nahe an Raumtemperatur abgekühlt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3> dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ofen (3) mit einem Gasgemisch aus N2 und 4-8 % H2 oder N2 \md 4-12 % CO betrieben wird, während der zweite (7) mit einem Gemisch aus Edelgas und 4-8 % H2 betrieben wird.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als Edelgas Argon verwendet wird.
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  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im eisten Ofen (3) bia zu 100O0C (in den Tabletten) und im zweiten Ofen (7) zwischen 1000 und 1760°C eingestellt wird.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung im ersten Ofen (3) so eingestellt wird, daß das im Gegenetrom zu den Kernbrennstofftabletten durchströmende Gas am Ofenaustritt nicht über 0,8 VoI % HgO enthält.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 -7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im zweiten Ofen (7) zusätzlich bis zu einem Verhältnis Hp : H2O «10 : 1 befeuchtet werden kann.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsofen (3) außenbeheizt (31) ist und mit Einrichtungen (35) zur Kondensation ausgetriebener Bindemittel verbunden ist«
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsofen (3) mit einem elektrostatischen Staubabscheider (35) ausgerüstet ist.
  11. !? 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge des Ofens verteilt mehrere Einströmöffnungen (33a-c) für trockenes Gas vorgesehen sind.
  12. 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An-Sprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterofen (7) ale Kaltwandofen mit Heizung (71) innerhalb des gasdichten Ofenmantels ausgebildet ist.
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Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2611750A DE2611750C3 (de) 1976-03-19 1976-03-19 Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten
GB7959/77A GB1572486A (en) 1976-03-19 1977-02-24 Production of pellets of oxidic nuclear fuel
SE7702450A SE416688B (sv) 1976-03-19 1977-03-04 Sett och anordning for sintring av kernbrenslekutsar
MX775523U MX4563E (es) 1976-03-19 1977-03-09 Procedimiento y dispositivo mejorados para la sinterizacion de pastillas de comustible nuclear
US05/777,129 US4158681A (en) 1976-03-19 1977-03-14 Sintering nuclear fuel pellets
BE175783A BE852454A (fr) 1976-03-19 1977-03-15 Procede de frittage de comprimes de combustibles nucleaires
IT21287/77A IT1076412B (it) 1976-03-19 1977-03-16 Procedimento per sinterizzare compresse di combustibile nucleare
ES456931A ES456931A1 (es) 1976-03-19 1977-03-17 Procedimiento y dispositivo para la sinterizacion de pasti- llas de combustible nuclear.
FR7708058A FR2344929A1 (fr) 1976-03-19 1977-03-17 Procede de frittage de comprimes de combustibles nucleaires
BR7701692A BR7701692A (pt) 1976-03-19 1977-03-18 Processo e instalacao para sinterizacao de pastilhas de combustivel atomico
CA274,229A CA1093293A (en) 1976-03-19 1977-03-18 Sintering nuclear fuel pellets
JP3024577A JPS52114896A (en) 1976-03-19 1977-03-18 Method and device for sintering nuclear fuel pellet

Applications Claiming Priority (1)

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DE2611750A1 true DE2611750A1 (de) 1977-09-29
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SE (1) SE416688B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0100026A2 (de) * 1982-07-26 1984-02-08 Alkem Gmbh Verfahren zum Behandeln von Plutoniumoxid und/oder Plutonium-Uran-Mischoxid

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4261934A (en) * 1978-11-30 1981-04-14 Electric Power Research Institute, Inc. Method for homogenizing mixed oxide nuclear fuels
US4382048A (en) * 1981-09-14 1983-05-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for producing sintered ceramic, layered, circular fuel pellets
DE3235207C2 (de) * 1982-09-23 1985-05-02 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Verfahren zur Herstellung keramischer Brennstofftabletten
JPH053150Y2 (de) * 1986-09-02 1993-01-26
JPS6355909U (de) * 1986-09-30 1988-04-14
FR2622343B1 (fr) * 1987-10-26 1990-01-19 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde mixte (u, pu)o2
US5641435A (en) * 1995-09-22 1997-06-24 General Electric Company Control of residual gas content of nuclear fuel
JPH09127290A (ja) * 1995-11-06 1997-05-16 Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd 核燃料ペレットの焼結方法
EP0992605A3 (de) 1998-10-02 2002-11-13 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Tragelement, Haltevorrichtung, Prozess und Apparat im Anwendungsbereich der Oberflächenbehandlung
CA2785809C (en) * 2010-01-08 2017-08-15 Adelaide Control Engineers Pty Ltd Apparatus for the production of yellowcake from a uranium peroxide precipitate
CN104869973B (zh) 2012-12-21 2019-03-01 雅诗兰黛国际公司 浆料粉末化妆品组合物和方法
CN105377219A (zh) 2013-07-15 2016-03-02 宝洁公司 用于平滑皱纹和皮肤肌理缺陷的施用的膜

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3829552A (en) * 1962-10-12 1974-08-13 North American Rockwell Method of massively hydriding zirconium-uranium alloy
BE720704A (de) * 1967-12-21 1969-02-17
US3714061A (en) * 1968-04-23 1973-01-30 Grace W R & Co Process for preparing impregnated urania and uranium bearing microspheres
US3927154A (en) * 1968-08-05 1975-12-16 Gen Electric Process for preparing sintered uranium dioxide nuclear fuel
US3673101A (en) * 1969-12-08 1972-06-27 Grace W R & Co Process for preparing improved carbide microspheres from ion exchange resins
US3930787A (en) * 1970-08-10 1976-01-06 General Electric Company Sintering furnace with hydrogen carbon dioxide atmosphere
US3668285A (en) * 1970-10-27 1972-06-06 Atomic Energy Commission Warm-pressing method of making stacked fuel plates
DE2115694C3 (de) * 1971-03-31 1973-12-06 Snam Progetti S.P.A., Mailand (Italien) Verfahren zum Herstellen von Uranoxyd kugelchen oder gemischten Uranoxyd Plutomumoxydkugelchen mit steuerbarer Porosität
US3766082A (en) * 1971-04-20 1973-10-16 Atomic Energy Commission Sintering of compacts of un,(u,pu)n, and pun
FR2293681A1 (fr) * 1974-12-04 1976-07-02 Commissariat Energie Atomique Four continu de frittage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0100026A2 (de) * 1982-07-26 1984-02-08 Alkem Gmbh Verfahren zum Behandeln von Plutoniumoxid und/oder Plutonium-Uran-Mischoxid
EP0100026A3 (en) * 1982-07-26 1985-05-15 Alkem Gmbh Process for the treatment of plutonium oxide and/or mixed oxide of plutonium and uranium

Also Published As

Publication number Publication date
BR7701692A (pt) 1977-11-08
JPS6118708B2 (de) 1986-05-14
FR2344929A1 (fr) 1977-10-14
DE2611750B2 (de) 1978-11-30
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SE416688B (sv) 1981-01-26
SE7702450L (sv) 1977-09-20
BE852454A (fr) 1977-07-01
JPS52114896A (en) 1977-09-27
DE2611750C3 (de) 1979-08-09
FR2344929B1 (de) 1982-07-09
ES456931A1 (es) 1978-04-01
CA1093293A (en) 1981-01-13
GB1572486A (en) 1980-07-30
MX4563E (es) 1982-06-16
IT1076412B (it) 1985-04-27

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