JP2738867B2 - 二酸化ウランの製造方法 - Google Patents

二酸化ウランの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二酸化ウランの製造に関し、より具体的に
は、二酸化ウランセラミックの製造に関する。
本発明に従い、ウラン金属から二酸化ウラニウムを含
むセラミック材料の製法が提供され、かつ該製法はウラ
ン金属を蒸気環境中で初期酸化し、その後に酸素を含有
する環境中で前記の蒸気酸化された金属をさらに酸化し
てU3O8を製造し、かつ還元性環境中で引き続きU3O8を還
元して二酸化ウランを含むセラミック材料を製造するこ
とを含む。
前記の蒸気環境は、250℃から500℃の間であればよ
く、約350℃が好適である。前記の酸素を含有する環境
は700℃までであればよく、約450℃が好適である。前記
の還元性環境は、600℃までであればよく、約500℃が好
適である。前記の製法を大気圧で実施するのが有利であ
る。
前記の蒸気環境は、例えば窒素といった不活性ガスを
含んでも良い。
前記の酸素を含有する環境は、O2/N2ガス混合物を含
んでも良い。
本発明の方法により製造される前記したセラミックグ
レードの二酸化ウランは、核燃料ペレットに成形可能な
焼結性材料を提供する形態を有する。従って本発明は本
発明の方法により製造される二酸化ウランセラミックも
含み、かつさらに前記の二酸化ウランセラミックを含ん
だ燃料ペレットを含むものである。
本明細書中で使用される用語“二酸化ウラン若しくは
UO2"とは、化学量論的なUO2に制限されず、非化学量論
的な二酸化ウラニウムをも含有することが了解されるべ
きである。同様に、U3O8とは非化学量論的なU3O8を含有
するものであり、かつウラン金属としては、例えば長期
にわたり空気に暴露された様な、部分的に酸化された金
属をも含むものである。
後述の実施例について、本発明を実施例を通してさら
に説明する。
実施例Ｉ 24.2833gのウラン金属を、水の流速を0.222ml min-1
として350℃で３時間蒸気酸化し、若干量の水酸化ウラ
ニウム及びウラニウム金属残渣をも含有する27.6610gの
二酸化ウラン体を製造した。この二酸化ウラン体を450
℃の空気中でさらに３時間酸化して、28.6410gのU3O8を
製造し、引き続き500℃の水素環境中で２時間還元する
と27.6124gのセラミックグレードUO2が得られた。
実施例II ウラン金属27.4126gを、水の流量を0.222ml min-1と
して350℃で３時間蒸気酸化し、若干量の水酸化ウラン
及びウラン金属残渣を含む31.3006gの二酸化ウラン体を
製造した。本二酸化ウラン体を450℃の、空気中でさら
に３時間酸化して、32.3805gのU3O8を製造し、引き続き
500℃の水素環境中で２時間還元して31.2112gのセラミ
ックグレードUO2を製造した。
前記の実施例と同様の実施例を部分的に酸化されたウ
ラン金属、すてわち使用前に10ケ月間空気中に放置され
たウラン金属を使用して実施したところ、引き続く蒸気
酸化／空気酸化／還元サイクルにおいて得られた結果は
他の実施例と比べて明らかな差異は全く認められなかっ
た。これは、少なくとも蒸気酸化工程がウラン金属の表
面状態に対して高い許容性を有することを示すものであ
る。
条件を変化させた次の実施例は30gUの規模で、燃料ペ
レットとして圧縮及び焼結するために満足のいく結果を
与えるための最適条件を決定することを可能にするもの
である。
前記の最適条件は各工程において大気圧で実施されて
も良い。転化すべきウラン金属の量が変化するのに応じ
て前記ガス、及び前記の水流速を変更するべきである。
前述した30gUに対する最適条件で満足すべき結果が得
られるが、蒸気環境を250℃から500℃の間、水の流量が
0.05から0.5ml min-1の間とすることができる。前記の
酸素を含有する環境としては700℃までの温度であれば
よく、好適には450℃である。還元性観光とては600℃ま
での温度であればよく、約500℃が好適である。該方法
は大気圧で実施しても良い。
本発明の他の実施例としては、ウラン金属が、例えば
2mm厚までのウラン金属層である様な基材上の蒸着層の
形状のものが挙げられる。前記の金属層は、基材上若し
くは基材からの剥離後のいずれにおいても本発明の方法
により処理することができる。

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】二酸化ウランを含有するセラミック材料を
    ウラン金属から製造する方法であって、蒸気環境中でウ
    ラン金属を初期酸化し、その後に前記の蒸気酸化された
    金属を酸素を含有する環境中でさらに酸化してU3O8を製
    造し、引き続き還元性の環境中で前記U3O8を還元して、
    二酸化ウラニウムを含むセラミック材料を製造すること
    を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】蒸気環境の温度が250℃から500℃の間であ
    る請求項（１）に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記の温度が約350℃である、請求項
    （２）に記載の方法。
  4. 【請求項４】酸素を含有する環境の温度が700℃以下で
    ある請求項（１）から（３）のいずれか１項に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】酸素を含有する環境の温度が約450℃であ
    る、請求項（４）に記載の方法。
  6. 【請求項６】還元性環境の温度が600℃以下てある請求
    項（１）から（５）のいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】還元性環境の温度が約500℃である、請求
    項（６）に記載の方法。
  8. 【請求項８】該方法を大気圧で実施する、請求項（１）
    から（７）のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】蒸気環境が不活性ガスを含む、請求項
    （１）から（８）のいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】酸素を含有する環境が、酸素／窒素混合
    物を含む、請求項（１）から（９）のいずれか１項に記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】ウラン金属が部分的に酸化された状態に
    ある請求項（１）から（10）のいずれか１項に記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】ウラン金属が基材上の層状のものであ
    る、請求項（１）から（11）のいずれか１項に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】請求項（１）から（12）のいずれか１項
    に記載の方法により製造されたセラミック材料。
  14. 【請求項１４】請求項（13）に記載のセラミック材料を
    含む核燃料ペレット。
JP1201156A 1988-09-09 1989-08-02 二酸化ウランの製造方法 Expired - Lifetime JP2738867B2 (ja)

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GB888821192A GB8821192D0 (en) 1988-09-09 1988-09-09 Uranium dioxide production

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JPH0288427A JPH0288427A (ja) 1990-03-28
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BE (1) BE1003929A5 (ja)
DE (1) DE3925492A1 (ja)
ES (1) ES2016160A6 (ja)
FR (1) FR2636321B1 (ja)
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JPH0288427A (ja) 1990-03-28
FR2636321A1 (fr) 1990-03-16
FR2636321B1 (fr) 1993-05-07
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