JP2005152984A - 射出成型装置及び金属燃料成型体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドを破損又は破壊することなく、モールドから金属燃料成型体を容易に取り出すことのできる射出成型装置及び射出成型方法を提供すること。
【解決手段】基板に装着したモールドの先端開口部を溶融金属燃料に浸漬する前に雰囲気を減圧にし、次いで前記モールドの先端開口部を前記溶融金属燃料に浸漬した状態で雰囲気を加圧状態にすることによりモールド内に溶融金属燃料を進入させる射出成型装置において、両端を開口する筒状のモールドと、その基板に保持されたモールドの上端開口部を閉塞する栓体部を備え、前記基板の上方を覆蓋するように配置された上部蓋体と前記基板と前記上部蓋体とで挟まれた空間を気密に保持する気密保持手段とを備えることを特徴とする射出成型装置及び金属燃料成型体の製造方法。
【選択図】図７

Description

この発明は、射出成型装置及び金属燃料成型体の製造方法に関し、さらに詳しくは、モールドを破損又は破壊することなく、モールドから金属燃料成型体を容易に取り出すことのできる射出成型装置及び金属燃料成型体の製造方法に関する。

核燃料として使用することのできるウラン（Ｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）もしくはトリウム（Ｔｈ）又はこれらを主材とする金属燃料成型体は、通常、射出成型法又は遠心鋳造法によって製造される（例えば、非特許文献１参照）。

日本工業新聞社発行「ＥＮＥＲＧＹ」１９９５年１０月号

射出成型法によって製造される金属燃料成型体の製造工程の一例を図１に示す。図１（ａ）は金属燃料の原材料溶解工程を、図１（ｂ）はモールド下降・加圧工程を、図１（ｃ）はモールド上昇工程を示している。このような工程を含む金属燃料成型体の製造装置は、通常、その金属燃料成型体の生産規模が１回当たり１０〜２５ｋｇである。

図１に示される射出成型装置において、１は金属燃料成型体製造用のモールドホルダー装置（以下、単に「モールドホルダー」ということがある。）を、２はモールドを、３は溶融した金属燃料を、４は坩堝を、５は坩堝蓋を、６は加熱手段を表す。通常、モールドホルダー１は円板状とされ、モールド２としては石英ガラスが使用され、加熱手段６としては誘導加熱コイルが使用されている。

金属燃料成型体の製造においては、まず、金属燃料の原材料、例えば、金属ウランを坩堝４に装荷する。装荷された金属ウランは、加熱手段６、例えば、誘導加熱コイルにより、１４００〜１６００℃に加熱され、溶融状態となる〔図１（ａ）参照〕。溶融状態を確認した後、金属燃料成型体を製造する射出成型装置内を真空ポンプ（図示せず）によって高度の減圧状態にする。そのときの減圧度（あるいは真空度）は、通常、２００Ｐａ（ａｂｓ）以下である。

高度の減圧状態にした後、モールドホルダー１に挿入されて垂下しているモールド２をモーターなどの駆動手段（図示せず）によって上方から降下させて、モールド２の先端を溶解した金属ウラン上面に着湯させる。次いで、着湯を確認した後、製造装置本体内をアルゴンガスなどの不活性ガスにより、０．１８〜０．２５ＭＰａ（ａｂｓ）に加圧することによって、溶解した金属ウランをモールド２内に鋳込む〔図１（ｂ）参照〕。続いて、金属ウランが鋳込まれたモールド２を上昇させた後〔図１（ｃ）参照〕、室温まで冷却される。

冷却後、製造装置本体からモールドホルダー１を取り外し、さらにモールドホルダー１から金属ウランが鋳込まれたモールド２を取り外す。次いで、このモールド２から金属ウラン成型体を取り出し、取り出された金属ウラン成型体は、規定の仕様に合わせるために両端を切断して全長を調整し、使用に供される。

このような射出成型装置による金属燃料成型体の製造においては、製造効率の観点から、一連の工程で複数のモールドを用いて金属燃料成型体を製造しており、この複数のモールドをモールドホルダーに挿入して使用に供している。このモールドホルダーは、図２に示すように、上部蓋体１−１を有し、さらに、基板１−２及び支持棒１−３を有している。上部蓋体１−１は、金属燃料の原材料を鋳込むときのガス圧によってモールドが上下運動することから、この上下運動によりモールドがモールドホルダーから外れないようにするためである。

モールド２を形成する材料には、加工性、耐衝撃性及びウランとの反応性を考慮して、通常は石英ガラスが用いられるが、破損し易いため、また、複数のモールド２を上下運動させるため、図２に示すように、モールド２はモールドホルダー１に束ねて使用される。図２（ａ）はモールド２をモールドホルダー１に組み込んでいる状態を示し、図２（ｂ）はモールドをモールドホルダーに組み終えた状態を示し、図２（ｃ）はモールドを束ねたモールドホルダーを示す。

図２（ａ）におけるＡ部分を拡大した状態を図３に、図２（ａ）におけるＢ部分を拡大した状態を図４に示す。図３及び４において、７はモールドの鍔、８は挿入孔、１−４はモールドホルダーの下部基板を表す。

図５に示されるように、モールド２は、モールドホルダー１に組み込むために、モールド２の上端が閉鎖され、しかもその上端にモールドの鍔７が設けられている。このモールドの鍔７が形成されている上端が閉鎖されているのは、ガス圧によって溶解状態の金属燃料をモールド２の内部に鋳込み、着湯後のモールド２内の真空状態を保持するため、また、加圧時に溶解状態の金属燃料が噴出しないようにするためである。

さらに、モールド２の内面には、図５に示すように、ジルコニア粉末から成る被膜（ジルコニア被膜９）が形成されている。金属燃料とモールドとの反応を防止するためである。また、金属燃料成型体をモールドから引き抜くことを容易にすることをも企図している。

このようにして、金属燃料成型体が自重によってモールドの先端から部分的に露出したときには、その露出部分をペンチなどの器具で挟み、モールドを上方に持ち上げることにより、又は金属燃料成型体を引き抜くことにより、金属燃料成型体を取り出すことができる。ところが、金属燃料成型体が自重によってモールドの先端から部分的にも露出することはきわめて稀であって、自重によって露出しないときには、モールドに振動を与え、その振動と自重とによって、金属燃料成型体がモールドの先端から部分的に露出するようにしていた。

しかしながら、振動と自重とによっても、金属燃料成型体がモールドの先端から部分的に露出することは少なく、また、モールドに振動を与えることによってモールドが破損することもあった。振動と自重とによっても、金属燃料成型体がモールドの先端から部分的に露出しないときには、モールドを破壊して金属燃料成型体を取り出さざるを得なかった。破損し、又は破壊されたモールドは放射性廃棄物となり、そのような放射性廃棄物の処理は、単なる産業廃棄物の処理とは異なり、多大の時間と複雑な作業とを必要とする。このようなことから、破損乃至破壊されたモールドといった放射性廃棄物を生じることがなく、効率良く金属燃料成型体を製造することのできる射出成型装置及び射出成型法が要望されていた。

この発明は、このような従来の不都合を解消し、モールドを破損又は破壊することなく、モールドから金属燃料成型体を容易に取り出すことのできる、金属燃料成型体製造用として好適な射出成型装置及び金属燃料成型体の製造方法を提供することをその課題とする。

本発明者は、前記課題を解決するために、従来は閉止されていたモールド上端を新たに開口し、この開口部を閉塞する部材について検討を重ねた結果、モールドホルダーの上部蓋体の下面に、前記開口部を閉塞するための栓体部を設けることによって、前記課題が解決できるということを見出し、この知見に基づいてこの発明を完成するに到った。

すなわち、この発明の前記課題を解決するための手段は、
基板に装着したモールドの先端開口部を溶融金属燃料に浸漬する前に雰囲気を減圧にし、次いで前記モールドの先端開口部を前記溶融金属燃料に浸漬した状態で雰囲気を加圧状態にすることによりモールド内に溶融金属燃料を進入させる射出成型装置において、
両端を開口する筒状のモールドと、その基板に保持されたモールドの上端開口部を閉塞する栓体部を備え、前記基板の上方を覆蓋するように配置された上部蓋体と、前記基板と前記上部蓋体とで挟まれた空間を気密に保持する気密保持手段と、を備えることを特徴とする射出成型装置である。

この発明の手段における好ましい態様としては、前記気密保持手段として、基板とこの上部蓋体との間に介装される封止部材を備えてなる射出成型装置、前記栓体部が、その表面にジルコニアの被膜が形成されて成る射出成型装置、及び前記モールドが、その一端に、前記基板に形成された挿入孔の縁で係止される係止部を有して成る射出成型装置を挙げることができる。

この発明の他の手段は、
この発明に係る前記射出成型装置を使用することにより得られたところの固化した金属燃料を内包したモールドから栓体部を取り外し、栓体部が除去された一端開口部からモールド内に押圧部材を挿入し、モールドに内包された金属燃料を押圧部材で押圧することを特徴とする金属燃料成型体の製造方法である。

(1) この発明の射出成型装置によると、モールドの一端が栓体部で閉塞されているので、雰囲気を減圧にした状態でモールドの他端開口部を溶融金属に浸漬し、次いで雰囲気を加圧状態にすると、モールドの他端開口部からモールド内に溶融金属が進入し、その後モールドを溶融金属から引き上げて冷却すると、固化した金属燃料が内包されたモールドを得ることができる。なお、前記加圧状態は、雰囲気を減圧にしたときのその圧力よりも高い圧力となっている状態を意味し、１気圧よりも高い圧力であることに限定されるものとして理解されてはならない。

固化した燃料金属を内包保持するモールドの一端開口部から栓体部を抜き取った後に、適宜の押圧部材をモールドの一端開口部に挿入し、さらに押圧部材の押圧によりモールド内に保持されている固体金属燃料の一部をモールドの他端開口部から押し出す。モールドの他端開口部から固体金属燃料の一部が露出すると、その露出した固体金属燃料を適宜の手段により把持してモールドから固体金属燃料を引っ張り出し、又は、前記押圧部材を押し続けることによりモールドから固体金属燃料の全体を押し出すことにより、モールドから固体金属燃料を分離することができる。分離された固体金属燃料を切断することにより所定軸線長さを有する金属燃料成型体が得られる。

したがって、この発明の射出成型装置によると、モールドを破損又は破壊することなく、モールドから金属燃料成型体を容易に取り出すことができる。固体金属燃料を分離した後のモールドは、金属燃料成型体の製造のために再利用することができる。このことから、この発明によると、破損したモールドという放射性廃棄物を生じることのない射出成型装置及び金属燃料成型体の製造方法を提供することができる。

(2) 雰囲気を減圧状態から加圧状態にする場合、基板と上部蓋体との間に形成される空間は、封止部材により気密に外部から遮断されているので、溶融金属燃料にモールドの先端部を浸漬した状態でモールド及び溶融金属燃料の雰囲気を加圧状態にすると、前記空間内及びモールド内が減圧状態であるから、モールド内に溶融金属を円滑に進入させることができる。
(3) この発明に係る射出成型装置においては、前記栓体部の表面にジルコニアの被膜が形成されているので、モールドの一端開口部に前記栓体部を装着することによりモールドの一端開口部を閉塞した状態で、モールド内に溶融した金属燃料を進入させ、この溶融した金属燃料がモールド内で固化しても、栓体部と金属燃料とが固着することがない。したがって、モールドの一端開口部から栓体部を容易に脱離することができる。故に、この発明によると、金属燃料成型体を効率良く製造することのできる射出成型装置及び金属燃料成型体の製造方法を提供することができる。
(4) この発明に係る射出成型装置においては、両端を開口するモールドが、基板に開口する挿入孔の縁で係止される係止部を有しているので、基板へのモールドの装着が容易になり、基板におけるモールドの装着状態を確固としたものとすることができる。

この発明の射出成型装置は、モールドと基板と上部蓋体と封止部材とを有する他は従来の射出成型装置と同様の構造を有する。

この発明におけるモールドは両端を開口する筒体であり、基板に形成された挿入孔に保持される。この発明における一例としてのモールドは、図６に示すように、モールド２の軸線に直交する平面となる端面が形成されるように一端に開口部１０が設けられるとともにその開口部１０の縁に外側に広がる鍔状の係止部７が形成され、また、他端に、モールド２の軸線に対して斜行する端面が形成されるように他端に斜行開口部１０Ａが開設されてなる円筒体である。

前記係止部７は、後述する基板１−２に開設された挿入孔８に挿入されたモールド２が挿入孔８を抜けて下方に落下するのを防止するために、形成される。

モールド２の材料には、加工性、耐熱衝撃性及びウランなどとの反応性を考慮して、通常、石英ガラスが用いられる。石英ガラスは、比較的破損しやすい材料であることから、一本のモールド２が破損したとしても、製造運転を停止することなく破損したモールドを新品のモールドに交換することにより製造運転を続行することができ、これによって製造効率を高めることができるので、この点からしても石英ガラスでモールドを形成することが好ましい。また、このモールド２の内部表面には、ジルコニア被膜９が形成されていることが好ましい。

このモールド２は、この発明の射出成型装置に適宜の複数本が装備される。複数のモールド２が射出成型装置に用いられることにより、一挙に多数の金属燃料が鋳込まれたモールド２を取得することができ、金属燃料成型体の製造効率が向上する。

この発明に係る射出成型装置は、耐圧ケース内にモールドホルダー装置（前記したように、「モールドホルダー」と略称することがある。）を備える。このモールドホルダーは、複数の前記モールド２を保持し、保持した複数のモールド２を下降させて溶融金属燃料に前記モールド２の先端である斜行開口部１０Ａを溶融金属燃料に浸漬させ、モールド２の内部に溶融金属燃料を十分に進入させてこれを十分に内包すると、溶融金属燃料を内包したモールド２を上昇させてモールド２の斜行開口部１０Ａを溶融金属燃料の溜まりから離脱させる。このようなモールドホルダーについて、図７〜９を参照しながら、説明する。

図７（ａ）はモールドをモールドホルダーに組み込んでいる状態を示す図、図７（ｂ）はモールドをモールドホルダーに組み込んだ状態を示す図、図８はモールドホルダーの上部蓋体の下面に設けられた栓体部の一形態を示す図、図９及び図１０はモールドホルダーの上部蓋体の下面に設けられた栓体部の他の形態を示す図である。なお、図示するモールドホルダー及びモールドはこの発明の一例である。

図７〜９において、１１は止めネジ、１２は栓体部を表す。

このモールドホルダーは、上部蓋体１−１、基板１−２、下部基板１−４及び支持棒１−３を備え、支持棒１−３の中間部に下部基板１−４が固定的に装着され、支持棒１−３の上端部寄りに基板１−２が固定的に装着され、支持棒１−３の上端に上部蓋体１−１が着脱自在に装着されるようになっている。

前記基板１−２及び下部基板１−４それぞれには、挿入孔８が設けられている。基板１−２の挿入孔８と下部基板１−４の挿入孔８とは、支持棒１−３に取り付けられた基板１−２の挿入孔８と支持棒１−３に取り付けられた下部基板１−４の挿入孔８とが、軸心を共有するように基板１−２及び下部基板１−４それぞれに開設される。基板１−２と下部基板１−４は、挿入孔８に挿通されたモールド２の揺動を防止し、モールド２を固定し、これを保持する。支持棒１−３、基板１−２及び下部基板１−４を形成する材料としては、高硬度、耐熱性、耐衝撃性、耐化学性を有する材料であれば特に制限はないが、金属、サーメット、セラミックスなどが好ましい。金属材料としては、ステンレスが好ましく用いられる。

前記基板１−２及び下部基板１−４の形状に特に制限はないが、通常は、円板状に形成されている。また、前記基板１−２及び下部基板１−４は、その大きさにも制限がなく、射出成型装置の生産規模によって適宜、決定される。

前記モールド２各々は、図７に示されるように、基板１−２における挿入孔８と下部基板１−４における挿入孔８とに挿入される。

このモールドホルダーにおいては、基板１−２の上部に上部蓋体１−１が、基板１−２に対して着脱自在に、装着される。

上部蓋体１−１は、その下面に、前記モールド２の上端開口部１０を閉塞するための栓体部１２を設けて成る。この栓体部１２は、前記モールド２の上端開口部１０を閉塞し、アルゴンガスなどの不活性ガス加圧時にモールド２から溶解状態の金属燃料が噴出しないようにするための部材である。

この栓体部１２の形態としては、モールド２の上端開口部１０（モールド１０を縦に配置すると一端開口部は上端開口部となる。）を閉塞することのできる形態である限り特に制限はなく、例えば、図８に示すように、縦断面が矩形型をなし、モールド２の一端開口部に挿入可能な、先端面が円形平面をなす突起棒体を挙げることができ、また、図９に示されるように、全体として筒型をなし、先端部が半球状又は砲弾形をなし、モールド２の一端開口部に挿入可能な突起棒体１２Ａ等を挙げることができる。栓体部１２の形状としてその先端部が半球状又は砲弾形であると、このような栓体部１２は、モールド２の一端開口部１０に容易に挿入されることができるようになって好都合である。また、この栓体部１２は、前記モールド２の一端開口部１０を閉塞することができればよいのであるから、上部蓋体１−１の下面から突出することは必ずしも必要ではない。栓体部の他の例として、例えば図１０に示されるように、上部蓋体１−１の下面に、モールド２の一端開口部、換言すると上端開口部の端部をはめ込むことができるように環状に形成された環状凹部１２Ｂに囲繞される円状凸部１２Ｃを挙げることができる。この円状凸部１２Ｃは、モールド２の一端開口部１０に嵌り込むように形成されていればよく、この円状凸部１２Ｃの前記環状凹部１２Ｂの底部からの高さが円状凸部１２Ｃの深さよりも大きくて、その結果として環状凸部１２Ｂが上部蓋体１−１の下面よりも突出した状態になっていてもよい。このように、栓体部１２は、上部蓋体１−１の下面に形成されること、モールド２の一端開口部１０を閉塞すること、及びモールド２の一端開口部１０内に嵌り込むことといった条件を満たす限り様々の形態を取ることができる。

この栓体部１２を形成する材料としては、前記モールドホルダーを形成する材料、例えば上部蓋体１−１と同様の材料を挙げることができる。栓体部１２の長さは、金属燃料成型体の製造装置の生産規模によって適宜、決定され、栓体部１２の径は、前記モールド２の上端開口部１０を十分に閉塞するに足る径とすればよい。なお、栓体部１２と上部蓋体１−１とを別々に製造し、次いで上部蓋体１−１の下面に栓体部１２を結合することができるように、栓体部１２と上部蓋体１−１とが別体であってもよく、また、上部蓋体１−１と栓体部１２とを一体に形成されるように上部蓋体１−１と栓体部１２とが一体成形品であってもよい。

また、前記栓体部１２は、その表面にジルコニア粉末から成る被膜（ジルコニア被膜）が形成されていることが好ましい。金属燃料と栓体部１２とが分離不能に固着するのを防止するためである。ジルコニア被膜は、従来から公知の手法により形成することができ、例えば、ジルコニア粉末をアルコール中に分散し、この分散液を栓体部１２表面に塗布した後、乾燥することによって形成することができる。

前記上部蓋体１−１は、その下面に、気密保持部材の一例である封止部材、例えばＯ−リング１３が装備される。モールド２の上端開口部１０とモールドホルダーの上部蓋体１−１との間に空間が存在する場合に前記気密保持部材が存在しないときには、金属燃料を鋳込むために加圧状態にしたとき、前記モールドの上端開口部とその上端開口部に嵌められた栓体部１２との間隙からモールド２内に進入し、溶解金属燃料を鋳込むための圧力が溶解金属燃料とモールド２内とにかかってしまい、モールド２内で圧力平衡を起こして金属燃料の鋳込みができなくなるという事態を招く。気密保持部材、例えば封止部材は、このような事態を防止するために配置される部材である。この気密保持手段は、基板１−２と上部蓋体１−１との間を減圧状態とし、次いで雰囲気を加圧状態としたとき、基板１−２と上部蓋体１−１との間に形成される空間を気密に保持し、封止することができるようになっていればよい。したがって、このような機能を実現するための気密保持手段の一例である封止部材として前記Ｏ−リング１３の他に、図１１に示されるように、縦断面が横倒しのＶ字状であるリング１３Ａであってもよい。この前記Ｏ−リング１３及びリング１３Ａは、ゴム等の弾性部材で形成されているのが、好ましい。

前記弾性材料としては、天然ゴム又は合成ゴムを挙げることができる。合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどを挙げることができる。このような材料によって形成された封止部材は、少なくとも前記上部蓋体１−１の下外周面と前記基板１−２の上外周面との間に介在させればよい。

この発明のモールドホルダーを用いて、射出成型法により金属燃料成型体を製造するには、図１に基づいて説明した前記金属燃料の原材料溶解工程、モールド下降・加圧工程及びモールド上昇工程において、従来のモールドホルダーに代えてこの発明のモールドホルダーを用いること及び上端が閉塞されている従来のモールドに代えて上端開口部を有するモールドを用いること以外には、従来の製造方法と同様である。

念のために言うと、基板１−２の挿入孔８及び下部基板１−４の挿入孔８に一本のモールド２を挿入配置する。基板１−２及び下部基板１−４にはそれぞれ複数の挿入孔８が開設されているので、基板１−２における全ての挿入孔８にモールド２を挿入し、挿入されたモールド２を下部基板１−４の挿入孔８にモールド２を挿入する。モールド２の一端開口部の縁に形成された係止部７が基板１−２の上面に当接することにより、モールド２が基板１−２から抜け出ることはない。次いで、上部蓋体１−１における栓体部１２を、基板１−２の挿入孔８に挿通係止されているモールド２の上端開口部１０内に挿入し、基板１−２の上面に上部蓋体１−１を配設する。次いで、モールドホルダー内の雰囲気を高度の減圧状態にする。その後、図示しない駆動装置により、支持棒１−３を下降させてモールド２の先端開口部を、溶融した金属燃料に浸漬する。この場合、モールド２の先端部が斜に切り欠いた斜行開口部になっているので、溶融金属燃料へのモールド２の浸漬を容易に実行することができる。また、モールドホルダー内部を減圧状態にすると、基板１−２と上部蓋体１−１との間に存在する空気がＯ−リング１３と基板１−２の上面及び上部蓋体１−１の下面との隙間から排出され、基板１−２と上部蓋１−１との間も減圧状態になっている。

その後に、モールドホルダー内の雰囲気を加圧状態にする。そうすると、溶融金属燃料の液面に加わる加圧力により、減圧状態になっているモールド２の内部に溶融金属燃料が進入する。モールド２の上端開口部には栓体部１２が挿入されて閉塞されているので、モールド２の内部に進入する溶融金属燃料が、モールド２の上端開口部から飛び出して流出飛散することがない。

モールド２の内部に溶融金属燃料が十分に進入したならば、図示しない駆動装置を駆動することにより支持棒１−３を上昇させると、内部に溶融金属燃料を保持した状態でモールド２も、上昇する。一定の高さに上昇させたところで、モールド２全体を冷却する。

モールド２を含む全体装置を冷却すると、モールド２内に保持された金属燃料も冷却されて固化する。

次いで、モールドホルダー内部を常圧に戻す。上部蓋体１−１を基板１−２の上面から取り外す。これによって、栓体部１２がモールド２の上端開口部１０から抜き取られる。基板１−２及び下部基板１−４からモールド２を取り外す。取り外されたモールド２においては、図１２に示されるように、モールド２の内部に、固化した金属燃料が収容保持され、その固化した金属燃料の上端面がモールド２の内部に存在することにより、モールド２の内部では、固化した金属燃料の上端面からモールド２の上端開口部１０までが筒状の空間部となっている。

図１２に示されるように、この筒状の空間部に、押出用器具１４を挿入し、さらにこの押出用器具１４を押し続けることにより、モールド２の斜行開口部から棒状の金属燃料１５を押し出す。押し出されてモールド２から分離した金属燃料１５の所定部分を切断することにより、金属燃料成型体を取得することができる。

押出用器具１４をモールド２の一端開口部１０に挿入して内部の固化金属燃料を押し出す操作により固化金属燃料をモールド２から取り出すことができ、モールド２自体に振動を与える必要が全くなくなるので、モールド２の破損のおそれがない。

したがって、固化金属燃料を取り出した後のモールド２は、再びモールドホルダーに装填することにより、次の金属燃料成型体の製造に活用される。

以下に、実施例を挙げてこの発明をさらに詳細に説明するが、これら実施例によってこの発明はなんら限定されるものではない。

１回の製造工程において７０本の金属燃料成型体を製造する装置を用い、下記条件で金属燃料成型体を製造した。なお、この装置本体はステンレス製であり、金属燃料の原材料を溶解する坩堝は黒鉛製である。

条件
１．金属燃料の原材料：金属ウラン
２．坩堝への装荷量：１４Ｋｇ
３．加熱・溶解条件
加熱手段：誘導加熱コイル。

温度：１４００〜１６００℃（最高１５７０℃）
時間：１．５時間（最高温度保持時間、昇温及び降温時間を除く）
４．製造装置本体の真空度：モールドへの鋳込み時は２００Ｐａ以下、金属燃料の原材
料の溶解時は大気圧〜０．１２０ＭＰａ
５．モールドホルダー及びモールドの降下、着湯駆動手段：サーボモーター
６．モールド
長さ：５００ｍｍ
外径：８ｍｍ
内径：６ｍｍ
本数：５０
モールドの形態：図６参照
モールドの内面：ジルコニア被膜形成
７．モールドへの鋳込み
鋳込み用ガス：アルゴン
圧力：０．２〜０．３ＭＰａ
８．モールドホルダー
基板厚さ：１０ｍｍ
基板直径：２００ｍｍ
挿入孔の径：６ｍｍ
上部蓋体に設けられた栓体部：図９、径６ｍｍ、長さ１０ｍｍ
９．封止部材
図７参照。縦断面が直径０．８１０ｍｍの円形であるスチレン−ブタジエンゴムで形成されたＯ−リング
（評価）
モールドから固化した金属燃料を取り出すに当り、モールドに振動を与える必要はないことから、モールドが破損することはなかった。また、押出用器具を用いることにより、金属燃料成型体を容易に取り出すことができた。したがって、モールドを破壊する必要もなかった。１回の製造において用いたモールドは、そのまま２回目以降の製造に再使用することができた。

図１は、金属燃料成型体を製造する工程の一例を示す図である。 図２は、モールドをモールドホルダーに組み込む状態を示す図である。 図３は、図２中の（ａ）におけるＡ部分を拡大した状態を示す図である。 図４は、図２中の（ａ）におけるＢ部分を拡大した状態を示す図である。 図５は、従来のモールドホルダーに挿入される従来のモールドを示す図である。 図６は、この発明のモールドホルダーに挿入される一例としてのモールドを示す図である。 図７は、この発明の一例であるモールドを、この発明の一例であるモールドホルダーに組み込む状態を示す図である。 図８は、この発明の一例であるモールドホルダーにおける上部蓋体の下面に設けられた栓体部の一例を示す図である。 図９は、この発明の一例であるモールドホルダーにおける上部蓋体の下面に設けられた栓体部の他の一例を示す図である。 図１０は、この発明の一例であるモールドホルダーにおける上部蓋体の下面に設けられた栓体部のさらに他の一例を示す図である。 図１１は、この発明の一例であるモールドホルダーの上部蓋体の下面と基板の上面との間に介装される封止部材の一例であるＯ−リングの他の例を示す図である。 図１２は、モールド内に保持された固化金属燃料を押出部材でモールドから押し出す状態を示す図である。

符号の説明

１ モールドホルダー
１−１ 上部蓋体
１−２ 基板
１−３ 支持棒
１−４ 下部基板
２ モールド
３ 溶融金属燃料
４ 坩堝
５ 坩堝蓋
６ 加熱手段
７ モールドの鍔
８ 挿入孔
９ ジルコニア被膜
１０ 上端開口部
１１ 止めネジ
１２ 栓体部
１２Ａ 栓体部
１２Ｂ 環状凹部
１２Ｃ 円状凸部
１３ Ｏ−リング
１３Ａ リング
１４ 押出用器具
１５ 固化金属燃料

Claims (5)

1. 基板に装着したモールドの先端開口部を溶融金属燃料に浸漬する前に雰囲気を減圧にし、次いで前記モールドの先端開口部を前記溶融金属燃料に浸漬した状態で雰囲気を加圧状態にすることによりモールド内に溶融金属燃料を進入させる射出成型装置において、
   両端を開口する筒状のモールドと、
   その基板に保持されたモールドの上端開口部を閉塞する栓体部を備え、前記基板の上方を覆蓋するように配置された上部蓋体と、
   前記基板と前記上部蓋体とで挟まれた空間を気密に保持する気密保持手段と、
   を備えることを特徴とする射出成型装置。
2. 前記気密保持手段は、基板とこの上部蓋体との間に介装される封止部材を備えてなる前記請求項１に記載の射出成型装置。
3. 前記栓体部は、その表面にジルコニアの被膜が形成されて成る前記請求項１又は２に記載の射出成型装置。
4. 前記モールドは、その一端に、前記基板に形成された挿入孔の縁で係止される係止部を有して成る前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成型装置。
5. 前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の射出成型装置を使用することにより得られたところの固化した金属燃料を内包したモールドから栓体部を取り外し、栓体部が除去された一端開口部からモールド内に押圧部材を挿入し、モールドに内包された金属燃料を押圧部材で押圧することを特徴とする金属燃料成型体の製造方法。
   
   
   

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