JP2644661B2

JP2644661B2 - 三酸化ウラン粒子の製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP2644661B2
Application number: JP4344016A
Authority: JP
Inventors: 秀治吉牟田
Original assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Current assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH06191851A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は三酸化ウラン粒子の製造
方法及びその装置に関し、更に詳しくは、三酸化ウラン
粒子製造工程における、焙焼時の温度コントロ−ルを容
易にして、三酸化ウラン粒子の割れや欠陥の発生を防止
することのできる、三酸化ウラン粒子の製造方法及びそ
の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、高
温ガス冷却原子炉等に装架する球状二酸化ウラン（ＵＯ
₂ ）粒子を製造する工程としては、次のような方法が知
られている。

【０００３】まず、硝酸ウラニルの液滴をアンモニア性
水溶液中でゲル化させて重ウラン酸アンモニウム粒子を
生成し、これを乾燥させた後、空気中で約４００〜６０
０℃で焙焼して三酸化ウラン（ＵＯ₃ ）粒子とする。

【０００４】ＵＯ₃ 粒子は、最終的には、水素雰囲気
中、約１，６００℃で還元・燒結して球状ＵＯ₂ 粒子と
なる。

【０００５】液滴の生成を容易にするため、通常、硝酸
ウラニルにポリビニルアルコ−ルやポリエチレングリコ
−ル等の高分子化合物を添加して、粘度等を調整する。

【０００６】このため、焙焼時には重ウラン酸アンモニ
ウム粒子内の高分子化合物の分解熱によって粒子自身が
発熱するので、これが焙焼時の温度コントロ−ルを困難
にして、さらにＵＯ₃ 粒子の割れや欠陥の原因となって
いる。

【０００７】図７に示すように、従来の焙焼用電気炉２
０の場合、焙焼用電気炉２０内に、棚段状に設置した焙
焼用トレイ２１上に重ウラン酸アンモニウム粒子２２を
収容し、焙焼用電気炉２０の天井、底面及び内周壁にそ
れぞれ配設された加熱ヒータ２３で前記重ウラン酸アン
モニウム粒子２２を加熱、焙焼してＵＯ₃ 粒子にする。
焙焼時の温度コントロ−ル、特に昇温速度は高分子化合
物の種類や添加量によって異なる。

【０００８】例えば、ウランの重量に対して２０重量％
の割合になるように、ポリビニルアルコ−ルを添加する
ことにより調製した重ウラン酸アンモニウム粒子の場合
は、室温から４５０℃まで約６〜７時間で昇温する。こ
れ以上昇温時間を長くしても品質上の問題は起こらな
い。

【０００９】上記の昇温速度で約３８０℃まで昇温する
と、重ウラン酸アンモニウム粒子は三酸化ウラン（ＵＯ
₃ ）粒子になり、約６００℃にまで昇温し過ぎると、八
酸化三ウラン（Ｕ₃ Ｏ₈ ）粒子となる。

【００１０】一方、ＵＯ₃ をＵＯ₂ にするとき、炭素が
多いとクラックが入り易いことから、ＵＯ₃ 粒子中の残
留炭素量を１００ｐｐｍまで下げることが望ましく、そ
のためには、前記３８０℃よりも高い温度である４５０
〜５５０℃まで昇温させることが好ましい。

【００１１】ところが、重ウラン酸アンモニウム粒子中
の高分子化合物は、約１５０℃から分解が始まり、この
ときの分解熱によって、重ウラン酸アンモニウム粒子自
身が発熱する。

【００１２】図１０に重ウラン酸アンモニウム粒子を焙
焼したときの示差熱分析の例を示したが、その発熱ピ−
クは約１７０℃である。

【００１３】図８に示したように、重ウラン酸アンモニ
ウム粒子２２を５層以上に厚く積層させて焙焼した場
合、電気炉内温度が１７０℃のとき、最下層付近の重ウ
ラン酸アンモニウム粒子２１の周囲の温度は、重ウラン
酸アンモニウム粒子自身の発熱によって、約２５０〜３
００℃まで急激に上昇する。この急激な温度上昇によっ
て、重ウラン酸アンモニウム粒子は割れたり欠陥が発生
する。

【００１４】そこで、図９に示したように、従来では、
焙焼用トレイ２１上の重ウラン酸アンモニウム粒子２２
を１〜２層程度に薄く積層させることにより、熱の滞留
を防止することが行なわれている。

【００１５】しかしながら、この場合、焙焼用トレイ２
１の総面積が増加するため、電気炉内の棚段の数が増え
るので、電気炉の内容積を十分に大きくしなければなら
ない。この結果、電気炉内を均一に加熱すること（均熱
性）ができなくなり、このことがＵＯ₃ 粒子の品質を下
げる原因となっている。

【００１６】また、従来の焙焼用トレイはトレイ底板が
平板であり、このことが、一層、焙焼用トレイの総面積
の増加の要因となり、炉内における均熱性の低下の原因
となっている。

【００１７】さらに、図７に示した焙焼用電気炉の場
合、自然対流型の電気炉であるので、炉内の均熱性を向
上させることが困難であり、また、粒子中の高分子化合
物の分解熱の影響を受け易い。

【００１８】本発明は、前記事情に基づいてなされたも
のである。

【００１９】すなわち、本発明の目的は、焙焼時におけ
る電気炉内の急激な温度上昇を抑制して、ＵＯ₃ 粒子の
割れや欠陥の発生を防止し、均一なＵＯ₃ 粒子を製造す
ることのできるＵＯ₃ 粒子の製造方法及びその装置を提
供することにある。

【００２０】

【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための請求項１に記載の発明は、加熱炉内で、焙焼用容
器に入れた重ウラン酸アンモニウム粒子に、熱風を一方
向から送風することを特徴とする三酸化ウラン粒子の製
造方法である。

【００２１】請求項２に記載の発明は、炉内に多段に配
置された焙焼用容器と、前記焙焼用容器に向けて一定方
向から熱風を供給する熱風供給手段とを有することを特
徴とする三酸化ウラン粒子の製造装置である。

【００２２】請求項３に記載の発明は、前記焙焼容器
は、その底面に、熱風の通過可能で三酸化ウラン粒子の
通過不可能な空隙を有してなる前記請求項２に記載の三
酸化ウラン粒子の製造装置である。

【００２３】請求項４に記載の発明は、炉内に回転可能
に配置されると共に、熱風の通過可能で三酸化ウラン粒
子の通過不可能な空隙を有した焙焼用容器と、前記焙焼
用容器に向けて一定方向から熱風を供給する熱風供給手
段とを有することを特徴とする三酸化ウラン粒子の製造
装置である。

【００２４】以下、本発明を更に詳しく説明する。

【００２５】原料として使用する重ウラン酸アンモニウ
ム粒子は、従来より公知の方法を用いて得ることができ
る。

【００２６】例えば、バインダ−としてポリビニルアル
コ−ルやポリエチレングリコ−ル等の高分子化合物を硝
酸ウラニルに添加することにより所望の粘度を有する原
液を先ず調製する。

【００２７】この硝酸ウラニルの原液を、例えば振動ノ
ズルから滴下して硝酸ウラニルの液滴を生成し、例えば
アンモニア性水溶液中でゲル化させる。ゲル化後に乾燥
すると、直径が約１．０〜２．０ｍｍである球状の重ウ
ラン酸アンモニウム粒子が得られる。ただし、この重ウ
ラン酸アンモニウム粒子の直径は、最終製品である球状
二酸化ウラン粒子の直径と滴下原液中のウラン濃度によ
って決定される。例えば、直径０．６ｍｍの球状二酸化
ウラン粒子を製造するために、ウラン濃度２２０ｇＵ／
リットルの滴下原液を使用すると、重ウラン酸アンモニ
ウム粒子の直径は約１．８ｍｍになる。

【００２８】本発明の方法においては、加熱炉内に配置
された焙焼用容器内に収容された重ウラン酸アンモニウ
ム粒子に、強制的に一方向から熱風を吹きつけることに
より、前記重ウラン酸アンモニウム粒子を焙焼する。

【００２９】重ウラン酸アンモニウム粒子に吹きつける
熱風の温度は、適正に制御されることが望ましい。

【００３０】この発明の方法においては、熱風の温度の
制御は、熱風の昇温速度を制御することと、熱風の最高
温度を設定した温度に維持するように熱風の温度を制御
することとを意味する。

【００３１】熱風の昇温速度については、例えば図１０
の示唆熱分析の結果からも分かるように、熱風温度が約
１７０℃のときに重ウラン酸アンモニウム粒子はバイン
ダーなどの添加剤の分解熱によって急速に温度が上昇
し、約２５０℃〜３５０℃にまで達する可能性がある。
重ウラン酸アンモニウム粒子が異常に温度上昇している
ときは、この重ウラン酸アンモニウム粒子は、熱風によ
って相対的に冷却されることになる。

【００３２】重ウラン酸アンモニウムの温度の急上昇
は、重ウラン酸アンモニウム粒子中のバインダーを初め
とする添加剤の種類やその添加量によって異なるが、一
般的にいうと、バインダーである高分子樹脂化合物の重
合度が高い程、また、添加量が多い程、重ウラン酸アン
モニウム粒子の発熱量が大きい。したがって、このよう
な高分子樹脂化合物をバインダーとして含有する重ウラ
ン酸アンモニウム粒子の温度が急上昇するときにはこの
急激な温度上昇を抑制するために、熱風によって重ウラ
ン酸アンモニウム粒子を冷却することができるように、
熱風の温度上昇速度を適宜に調整することが重要であ
る。たとえば、重ウラン酸アンモニウム粒子の発熱ピー
クとなる約１７０℃付近では、熱風の昇温速度を下げて
重ウラン酸アンモニウム粒子を冷却し、所定時間の経過
後に熱風の昇温速度を上げるようにしても良い。重ウラ
ン酸アンモニウム粒子の焙焼は、バッチ単位で行われる
ので、１バッチの焙焼が２４時間以内に完了すれば良い
ので、熱風の昇温パターンを種々に変更する自由度は比
較的大きい。そして、昇温パターンをどのように設定す
るかは、重ウラン酸アンモニウム粒子の質、量、加熱炉
の規模などにより適宜に選択することができる。

【００３３】熱風の最高温度は、ＵＯ₃ 粒子の残留炭素
量を１００ｐｐｍ以下に下げることができる温度である
ことが必要であり、通常４５０〜５５０℃の範囲内の温
度である。最高温度が６００℃を超えるとＵＯ₃ はＵ₃
Ｏ₈ になり始めるので、この時点で残留炭素量が１００
ｐｐｍ以上であればその組成の重ウラン酸アンモニウム
粒子では品質の良い球状ＵＯ₂ 粒子を製造するのが困難
になる。

【００３４】なお、設定温度に対して±５℃程度の誤差
は製品の品質に影響はない。

【００３５】熱風による重ウラン酸アンモニウム粒子の
加熱時間は、焙焼しようとする重ウラン酸アンモニウム
粒子の量によるので一概に決定することはできない。要
するに、重ウラン酸アンモニウム粒子中の高分子物質を
燃焼させると共に重ウラン酸アンモニウムがＵＯ₃ に分
解されるに十分な時間を適宜に決定するのが良い。

【００３６】熱風の流速としては、焙焼しようとする重
ウラン酸アンモニウム粒子の量にもよるが、通常２〜１
０ｃｍ／ｓｅｃである。熱風の流速がこの範囲内にある
と、重ウラン酸アンモニウム粒子の焙焼に際し、重ウラ
ン酸アンモニウム粒子中の高分子物質の燃焼による蓄熱
を有効に除去することができる。又、熱風の流速が２ｃ
ｍ／ｓｅｃよりも小さいと、焙焼する重ウラン酸アンニ
ウム粒子を有効に冷却することができなることがあり、
又、一方、流速が１０ｃｍ／ｓｅｃを越える場合、流速
を大きくする技術的意味合いを見いだせないことがあ
る。

【００３７】重ウラン酸アンモニウム粒子に対して熱風
を吹き付ける方向としては、特に制限がないのである
が、例えば重ウラン酸アンモニウム粒子群を平らな面に
広げた状態にして加熱炉内に配置されるときには、その
平らな面に平行に熱風が通過するように、熱風の送風方
向を決定するのが良い。

【００３８】熱風は、加熱炉内を吹き抜けるように、あ
るいは、加熱炉内で循環するように、重ウラン酸アンモ
ニウム粒子に吹き付けるのが良い。

【００３９】この重ウラン酸アンモニウム粒子の焙焼は
通常酸化性雰囲気で行われる。その酸化性雰囲気として
は、空気雰囲気あるいは、酸素と他の不活性ガスとの混
合ガス雰囲気を挙げることができる。もっとも、通常の
場合、焙焼時の酸化性雰囲気として空気が選択されてい
る。したがって、熱風としても、通常は加熱空気であ
る。

【００４０】熱風を形成するための加熱手段としては所
定の温度を実現することができるのであれば特に制限が
なく、通常の電気ヒータ等を挙げることができる。

【００４１】次に本発明の方法を実施するのに好適な、
本発明の製造装置を図面を参照しながら説明する。

【００４２】図１に示すように、本発明の一例である三
酸化ウラン粒子の製造装置１は、加熱炉２内に複数の焙
焼用容器３を配置している。

【００４３】この焙焼用容器は、加熱炉内で、棚段状に
配列される。又、図３に示すように、この焙焼用容器３
は、重ウラン酸アンモニウム粒子３Ａを保持する面に、
生成する三酸化ウランを通過不可能にすると共に気体の
流通を可能にする空隙３Ｂを有してなるのが好ましい。
焙焼用容器における重ウラン酸アンモニウム粒子を保持
する面に特に前記空隙が設けられていなくても、焙焼用
容器に収容した重ウラン酸アンモニウム粒子に熱風を吹
き付けるだけで、重ウラン酸アンモニウム粒子中に存在
する高分子物質の燃焼による蓄熱を除去することができ
るのであるが、前述したように、重ウラン酸アンモニウ
ム粒子を保持する面に前記空隙が設けられていると、空
隙から侵入した熱風が重ウラン酸アンモニウム粒子間を
流通することにより、前記蓄熱をより一層効果的に除去
することができる。

【００４４】このような空隙を有する焙焼用容器として
は、例えば、重ウラン酸アンモニウム粒子を収容する平
らな底面に、三酸化ウラン粒子の通過不可能な大きさの
多数の貫通孔を設けてなる皿状あるいは平板状の容器、
重ウラン酸アンモニウム粒子を収容する平らな底面に大
面積の開口部を設け、その開口部に、三酸化ウラン粒子
の通過不可能な大きさの目を有する金網を張設してなる
皿状あるいは平板状の容器、三酸化ウラン粒子の通過不
可能な目を有する金網で形成してなる皿状、篭状あるい
は筒状の容器などを挙げることができる。

【００４５】又、この焙焼用容器は、図１に示すように
棚段状に加熱炉内に静置されていても良いのであるが、
場合によっては、例えば皿状あるいは平板状の焙焼用容
器を揺動しても良く、また筒状の容器においては、その
軸心を中心にして焙焼用容器を回転するようにしても良
い。

【００４６】図１に示すように、三酸化ウラン粒子の製
造装置１は、その加熱炉２の一つの壁に熱風送風口４が
設けられている。その熱風送風口４には、熱風送風室５
が連続している。熱風送風室５内には、電気ヒータ６と
送風ファン７とが配置される。この電気ヒータ６は図示
しない制御装置によりその通電量が制御される。したが
って、この熱風送風室５内から加熱炉２内に所望の温度
の熱風を送風することができるようになっている。

【００４７】図１に示すように、三酸化ウラン粒子の製
造装置１には、前記熱風送風口４を設けた加熱炉内壁と
前記焙焼用容器３との間に送風方向調節羽根８が配設さ
れる。この送風方向調節羽根８により、棚段状に配置さ
れた複数の焙焼用容器のいずれにも均一に熱風が吹きつ
けられるようにされる。

【００４８】図１に示すように、三酸化ウラン粒子の製
造装置１には、前記熱風送風口４を設けた加熱炉内壁に
向かう内壁に、熱風排出口９が設けられる。そして、こ
の熱風排出口９と焙焼用容器３との間に、別の送風方向
調節羽根１０が設置されている。

【００４９】上記構成の三酸化ウラン粒子の製造装置１
においては、電気ヒータ６で加熱された空気が送風ファ
ン７により、熱風送風口４から加熱炉２内に送り出さ
れ、送風方向調節羽根８及び１０により送風方向を調整
された熱風が焙焼用容器３に向かって流通し、焙焼用容
器３を通過した熱風は熱風排出口９から加熱炉２外へと
通り抜けていく。

【００５０】このとき、焙焼用容器３は、熱風送風口４
と熱風排出口９との間で形成される熱風の気流中に配列
された状態になっていて、熱風によって重ウラン酸アン
モニウム粒子が加熱される。重ウラン酸アンモニウム中
の高分子物質は加熱により分解する。その熱分解により
発生する熱量は、熱風気流により冷却され、重ウラン酸
アンモニウム粒子中に蓄熱することが防止される。

【００５１】図１に示す態様の製造装置は、加熱炉外か
ら加熱炉内に熱風が供給され、加熱炉内の熱風が加熱炉
外へと排出されるので、熱風ワンスルー型の製造装置と
言える。この発明の三酸化ウラン粒子の製造装置は、図
１に示される方式の製造装置に限定されない。例えば、
図２に示すような、熱風循環型の製造装置もこの発明の
方法を好適に実施することのできる装置である。

【００５２】図２に示すように、三酸化ウラン粒子の製
造装置が図１に示す製造装置と相違するところは、加熱
炉内壁に熱風送風口及び熱風排出口が設けられず、加熱
炉の底面に熱風送風口４ａ及び熱風排出口９ａが設けら
れ、加熱炉の底面下に熱風送風室５ａが設けられ、この
熱風送風室５ａ内に加熱ヒータ６及び送風ファン７が配
置されていることである。

【００５３】図２に示す構成の三酸化ウラン粒子の製造
装置においては、加熱炉の底面下に設けられた熱風送風
室５ａ内で加熱ヒータ６で加熱された空気が熱風となっ
て送風ファン７により熱風送風口４ａから加熱炉内に送
出される。送出された熱風は、送風方向調整羽根８及び
１０により、図１に示す製造装置の場合と同様に、平行
流に調整され、焙焼用容器３中の重ウラン酸アンモニウ
ム粒子を加熱し、焙焼する。

【００５４】図２に示す製造装置においても図１に示す
製造装置と同様の作用効果を奏する。

【００５５】図４には、焙焼用容器として金網で形成さ
れた焙焼用容器を加熱室内に配置してなる三酸化ウラン
粒子の製造装置を摸式的に示している。

【００５６】図４に示す三酸化ウラン粒子の製造装置１
が、図２に示す三酸化ウラン粒子の製造装置１と相違す
るところは、加熱炉２内に棚段状に複数の皿状の焙焼用
容器３を配置する代わりに、加熱炉２内に、図５に示す
ような、軸線に直交する断面が六角形状である筒状に形
成された金網製の焙焼用容器３Ｃが、その軸線を加熱炉
２内の底面に平行になるように配置されていること、加
熱炉２外に配置された駆動源１１例えばモータが駆動力
伝達手段１２例えばチェーンあるいはプーリを介して前
記焙焼用容器３Ｃの軸を回転させることにより、焙焼用
容器３Ｃ自体が軸を中心にして回転することができるよ
うになっていること、である。

【００５７】この場合、この金網製の焙焼用容器３Ｃに
おける金網の目は、三酸化ウラン粒子の通過が不可能な
大きさに調整されている。

【００５８】そして、この図４に示す製造装置において
は、送風方向調整羽根８及び１０により平行な気流に調
整された熱風が、この金網製の焙焼用容器３Ｃに吹きつ
けられ、金網の目を通って熱風が重ウラン酸アンモニウ
ム粒子に接触する。また、この焙焼用容器３Ｃは回転し
ているので、焙焼用容器３Ｃ内の重ウラン酸アンモニウ
ム粒子は、図５に示すように、焙焼用容器３Ｃ内で撹拌
され、撹拌されつつ熱風で加熱されることになる。した
がって、熱風が個々の重ウラン酸アンモニウム粒子に均
一に吹きつけられることになって、熱風による部分的な
加熱が防止されると共に、重ウラン酸アンモニウム粒子
内の高分子物質が分解することにより発生する熱の蓄積
がなくなり、この蓄熱による部分的加熱も防止される。

【００５９】回転する焙焼用容器の回転数としては、約
４ｒｐｍ〜１０ｒｐｍが好ましい。１０ｒｐｍ以上であ
れば重ウラン酸アンモニウム粒子の表面を傷付けること
が多く、また、４ｒｐｍ以下であれば撹拌効率が悪くな
って、重ウラン酸アンモニウム粒子群内部の発熱を冷却
させることができないことがある。

【００６０】多角柱容器の容積は、重ウラン酸アンモニ
ウム粒子の嵩容積の２倍〜３倍とすれば十分に撹拌でき
容積効率もよい。３倍以上では容積効率が悪くなる。

【００６１】焙焼用容器としてこのような箱状もしくは
筒状の容器を使用する場合、重ウラン酸アンモニウム粒
子を単に容器内に入れるだけでよく、皿状あるいは平板
状の焙焼用容器に重ウラン酸アンモニウム粒子を積み重
ねながら収容するよりも、簡便である。さらに、平板状
の焙焼用容器の場合のように、誤って粒子を飛散させて
しまったり、電気炉周辺のウランによる汚染を拡大させ
たりする危険性もなく、効率的である。

【００６２】図４に示す製造装置における焙焼用容器
は、図５に示すような、断面六角形の箱体に限定される
ものではなく、例えば断面四角形の箱体であっても、又
その他の断面多角形の箱体であっても良く、さらには、
図６に示すような断面円形の筒状体の焙焼用容器３Ｄで
あっても良い。又、断面多角形あるいは断面円形の箱体
もしくは筒状体の焙焼用容器にあっては、図６に示すよ
うに、その内壁に邪魔板３Ｅを設けるのが好ましい。

【００６３】邪魔板３Ｅを設けておくと、焙焼用容器を
その軸線を中心にして回転させると、内部に収容されて
いる重ウラン酸アンモニウム粒子の撹拌が促進され、そ
の結果、各重ウラン酸アンモニウム粒子に熱風が均一に
当たることになり、熱風による部分加熱が防止され、又
前記蓄熱による部分加熱もより一層防止される。

【００６４】なお、図５及び図６において、３Ｆで示す
のは回転軸である。

【００６５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００６６】（実施例１）重ウラン酸アンモニウム粒子の調製ウラン濃度２５０ｇ／リットルである重ウラン酸アンモ
ニウム水溶液１６リットルに、リットル当たり３０ｇの
ポリビニルアルコ−ルを添加して、３０℃での粘度を９
２ｃｐに調整した原液を調製した。

【００６７】この原液を振動ノズルから滴下して液滴を
生成し、アンモニア水中でゲル化させた。完全にゲル化
させて乾燥し、直径約１．４ｍｍの重ウラン酸アンモニ
ウム粒子とした。

【００６８】直径約１．４ｍｍの重ウラン酸アンモニウ
ム粒子で１バッチ当りウラン量を４ｋｇ−Ｕとした場
合、その嵩容積は約９，０００ｃｃであった。

【００６９】焙焼｛焙焼用容器｝焙焼用容器として、六角柱の一辺の長さ
が１５ｃｍ、軸方向の長さが４５ｃｍ、容積が約２７０
００ｃｃである六角柱状の容器を用いた。

【００７０】直径約１．４ｍｍの重ウラン酸アンモニウ
ム粒子を焙焼するとＵＯ₃ 粒子の直径は約１．２ｍｍと
なるので、六角柱状の容器全体は目開き１ｍｍの金網で
形成された。

【００７１】六角柱状の容器内への熱風の流入、流出を
容易にするため、回転軸は内径５ｃｍの中空軸とした。

【００７２】｛加熱炉｝加熱炉として、熱風循環型の電
気炉（熱風循環型電気炉ＨＰ−６０型：旭科学（株）
製）を用いた。

【００７３】｛焙焼｝上記の六角柱状の容器を用いて図
４に示すような熱風循環型電気炉で、全ウラン量４ｋｇ
−Ｕの重ウラン酸アンモニウム粒子を充填し、焙焼し
た。このときの容器の回転数は６ｒｐｍで、室温から５
００℃まで５時間かけて昇温させた。

【００７４】炉内温度が約１５０℃に到達すると重ウラ
ン酸アンモニウム粒子内の高分子化合物が熱分解し、そ
の分解熱によって、粒子自身が発熱するが、粒子は適度
に撹拌され熱風によって相対的に冷却されるため、粒子
群内部の急激な温度上昇が抑制された。

【００７５】この結果、焙焼途中で粒子が割れたり、ま
た欠陥がが発生することなく、均一なＵＯ₃ 粒子を製造
することができた。

【００７６】（実施例２）実施例１と同様にして調製さ
れた重ウラン酸アンモニウム粒子を用いて、全ウラン量
が６ｋｇ−Ｕの重ウラン酸アンモニウム粒子を充填して
焙焼した以外は、実施例１と同様にして焙焼した。

【００７７】この結果、焙焼途中で粒子が割れたり、ま
た欠陥がが発生することなく、均一なＵＯ₃ 粒子を製造
することができた。

【００７８】（評価）従来の焙焼用容器に、粒子を均一
に約５層積層させるよりも、六角柱状の容器に、粒子を
充填させるほうが、はるかに簡便であった。また、六角
柱状の容器の一辺が蓋になっており、粒子の出し入れが
容易にでき、作業性がよい。また、粒子をハンドリング
するときに、粒子の飛散を容易に防止することができる
ので、安全面でも優れている。

【００７９】

【発明の効果】本発明の方法及びその装置によりＵＯ₃
粒子を製造すると、熱風供給型の加熱炉を使用して、熱
風を供給しながら、重ウラン酸アンモニウム粒子を焙焼
することから、重ウラン酸アンモニウム粒子自身の発熱
による急激な温度上昇が抑制されて、製造されるＵＯ₃
粒子の割れや欠陥の発生を防止することができ、その結
果、均一なＵＯ₃ 粒子を製造することができる。

【００８０】また、焙焼用容器を金網にしたため、従来
の焙焼用容器に比較して、総面積が同じであっても、充
填できる粒子量が著しく増加し、焙焼時の昇温速度も速
くでき、効率がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る三酸化ウラン粒子の製造
装置の好適な一実施例を示す概略説明図である。

【図２】図２は、本発明に係る三酸化ウラン粒子の製造
装置の好適な他の実施例を示す概略説明図である。

【図３】図３は、本発明に係る三酸化ウラン粒子の製造
装置に使用される焙焼用容器とそれに収容した重ウラン
酸アンモニウム粒子とを示す概略説明図である。

【図４】図４は、本発明に係る装置の好適なその他の実
施例であるところの、回転可能な焙焼用容器を備えた、
三酸化ウラン粒子の製造装置を示す概略説明図である。

【図５】図５は、本発明に係る三酸化ウラン粒子の製造
装置の好適な一実施例で使用される六角柱状の焙焼用容
器を示す断面説明図である。

【図６】図６は、本発明に係る三酸化ウラン粒子の製造
装置の好適な一実施例で使用される断面円形の焙焼用容
器を示す断面説明図である。

【図７】図７は、従来の焙焼用加熱炉を示す断面説明図
である。

【図８】図８は、従来の焙焼用加熱炉に使用される焙焼
用容器に重ウラン酸アンモニウム粒子を厚く積層した状
態を示す断面説明図である。

【図９】図９は、焙焼用容器に重ウラン酸アンモニウム
粒子を薄く積層した場合の断面図である。

【図１０】図１０は、重ウラン酸アンモニウム粒子を示
差熱分析をした結果を示すグラフ図である。

【符合の説明】

１三酸化ウラン粒子の製造装置２加熱炉３焙焼用容器３Ａ重ウラン酸アンモニウム粒子３Ｂ空隙３Ｃ焙焼用容器３Ｆ回転軸４熱風送風口４ａ熱風送風口５熱風送風室６加熱ヒータ７送風ファン８送風方向調節羽根９熱風排出口９ａ熱風排出口１０送風方向調節羽根

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱炉内で、焙焼用容器に入れた重ウラ
ン酸アンモニウム粒子に、熱風を一方向から送風するこ
とを特徴とする三酸化ウラン粒子の製造方法。
【請求項２】炉内に多段に配置された焙焼用容器と、
前記焙焼用容器に向けて一定方向から熱風を供給する熱
風供給手段とを有することを特徴とする三酸化ウラン粒
子の製造装置。
【請求項３】前記焙焼容器は、重ウラン酸アンモニウ
ム粒子群を保持する面に、熱風の通過可能で三酸化ウラ
ン粒子の通過不可能な空隙が形成されてなる前記請求項
２に記載の三酸化ウラン粒子の製造装置。
【請求項４】炉内に回転可能に配置されると共に、熱
風の通過可能で三酸化ウラン粒子の通過不可能な空隙を
有した焙焼用容器と、前記焙焼用容器に向けて一定方向
から熱風を供給する熱風供給手段とを有することを特徴
とする三酸化ウラン粒子の製造装置。