JP2741829B2 - 金属ベリリウムペブル - Google Patents
金属ベリリウムペブルInfo
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- JP2741829B2 JP2741829B2 JP5017553A JP1755393A JP2741829B2 JP 2741829 B2 JP2741829 B2 JP 2741829B2 JP 5017553 A JP5017553 A JP 5017553A JP 1755393 A JP1755393 A JP 1755393A JP 2741829 B2 JP2741829 B2 JP 2741829B2
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- metal
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小石状の金属ベリリウ
ム（以下「金属ベリリウムペブル」という）に関するも
ので、特にその形状、大きさに関するものである。
ム（以下「金属ベリリウムペブル」という）に関するも
ので、特にその形状、大きさに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、金属ベリリウムペブルは、マ
グネシウム還元法により次式により製造される。 ＢｅＦ2 ＋Ｍｇ→Ｂｅ＋ＭｇＦ2 ここでマグネシウム還元によって得られる金属ベリリウ
ムペブルは、フッ化ベリリウム溶湯中で生成され、金属
ベリリウムの比重が相対的に小さいためにフッ化ベリリ
ウム溶湯の液面上に浮遊する。ここで得られるベリリウ
ムペブルの平均粒径は５ｍｍ以上である。粒径が５ｍｍ
未満の小径の金属ベリリウムペブルも生成されるがその
歩溜まりは非常に悪い。また生成される金属ベリリウム
ペブルは中実となる。
グネシウム還元法により次式により製造される。 ＢｅＦ2 ＋Ｍｇ→Ｂｅ＋ＭｇＦ2 ここでマグネシウム還元によって得られる金属ベリリウ
ムペブルは、フッ化ベリリウム溶湯中で生成され、金属
ベリリウムの比重が相対的に小さいためにフッ化ベリリ
ウム溶湯の液面上に浮遊する。ここで得られるベリリウ
ムペブルの平均粒径は５ｍｍ以上である。粒径が５ｍｍ
未満の小径の金属ベリリウムペブルも生成されるがその
歩溜まりは非常に悪い。また生成される金属ベリリウム
ペブルは中実となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、核融合炉ト
リチウム増殖ブランケットでは、中性子増倍材として金
属ベリリウムを用いることが検討されている。このブラ
ンケットに金属ベリリウムを用いると、金属ベリリウム
への中性子の衝突により中性子が増倍され、核融合燃料
となるトリチウムがより多く増殖されることになり、核
融合燃料サイクルの効率を増大させることができる。
リチウム増殖ブランケットでは、中性子増倍材として金
属ベリリウムを用いることが検討されている。このブラ
ンケットに金属ベリリウムを用いると、金属ベリリウム
への中性子の衝突により中性子が増倍され、核融合燃料
となるトリチウムがより多く増殖されることになり、核
融合燃料サイクルの効率を増大させることができる。
【０００４】金属ベリリウムペブルをブランケット容器
内に充填する場合、粒径が５ｍｍを越えるものであれ
ば、その充填密度は５０〜６０体積％となり、充填密度
が相対的に低いことから、高い中性子増倍即ちトリチウ
ム生成率は期待できない。また、ブランケット容器内に
は数多くの冷却管が複雑に配設されることから、粒径が
５ｍｍを越える金属ベリリウムペブルを均一に充填させ
るのはブランケット構造体上困難である。
内に充填する場合、粒径が５ｍｍを越えるものであれ
ば、その充填密度は５０〜６０体積％となり、充填密度
が相対的に低いことから、高い中性子増倍即ちトリチウ
ム生成率は期待できない。また、ブランケット容器内に
は数多くの冷却管が複雑に配設されることから、粒径が
５ｍｍを越える金属ベリリウムペブルを均一に充填させ
るのはブランケット構造体上困難である。
【０００５】一般に金属ベリリウムに中性子が衝突する
と、金属ベリリウム結晶内にヘリウムが生成し、ヘリウ
ム原子が凝集して体積膨張（スエリング）が発生する。
この体積膨張によって発生する圧縮応力によって金属ベ
リリウムペブル自身に割れが発生したり、破損したりす
るが、その粉砕物により金属ベリリウムペブル間の隙間
が目詰まりすると、ブランケット中のトリチウムを回収
するためのヘリウムガススイープを妨げる現象が発生す
る。
と、金属ベリリウム結晶内にヘリウムが生成し、ヘリウ
ム原子が凝集して体積膨張（スエリング）が発生する。
この体積膨張によって発生する圧縮応力によって金属ベ
リリウムペブル自身に割れが発生したり、破損したりす
るが、その粉砕物により金属ベリリウムペブル間の隙間
が目詰まりすると、ブランケット中のトリチウムを回収
するためのヘリウムガススイープを妨げる現象が発生す
る。
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、トリチウム増殖率を向上させるた
めに、ブランケット容器内への高充填が可能であり、ス
エリングによる割れや破損が発生しにくい金属ベリリウ
ムペブルを提供することを目的とする。
めになされたもので、トリチウム増殖率を向上させるた
めに、ブランケット容器内への高充填が可能であり、ス
エリングによる割れや破損が発生しにくい金属ベリリウ
ムペブルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願発明の金属ベリリウ
ムペブルは、小石状であって、中心部に空隙を有すると
ともに、平均粒径が０．１〜５ｍｍの範囲にある中性子
増倍材用金属ベリリウムペブルであることを特徴とす
る。さらに望ましい中性子増倍材用金属ベリリウムペブ
ルは、空隙率が１〜５体積％であることを特徴とする。
また、中性子増倍材として平均粒径が０．１〜５ｍｍ
で、中心部に空隙率が１〜５体積％の空隙をもつ小石状
の金属ベリリウムペブルを使用することを特徴とする。
ムペブルは、小石状であって、中心部に空隙を有すると
ともに、平均粒径が０．１〜５ｍｍの範囲にある中性子
増倍材用金属ベリリウムペブルであることを特徴とす
る。さらに望ましい中性子増倍材用金属ベリリウムペブ
ルは、空隙率が１〜５体積％であることを特徴とする。
また、中性子増倍材として平均粒径が０．１〜５ｍｍ
で、中心部に空隙率が１〜５体積％の空隙をもつ小石状
の金属ベリリウムペブルを使用することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によると、平均粒径が小さな金属ベリリ
ウムペブルが得られ、複雑な構造をしたブランケットの
細部にまで充填することができるために高いトリチウム
増殖が可能となる。また、その中心に孔が形成されてい
ることから、ブランケット実機において中性子照射され
たとき、この孔にヘリウム原子が移動し、金属ベリリウ
ムペブルのスエリングあるいはそれによる破損が防止さ
れる。
ウムペブルが得られ、複雑な構造をしたブランケットの
細部にまで充填することができるために高いトリチウム
増殖が可能となる。また、その中心に孔が形成されてい
ることから、ブランケット実機において中性子照射され
たとき、この孔にヘリウム原子が移動し、金属ベリリウ
ムペブルのスエリングあるいはそれによる破損が防止さ
れる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の金属ベリリウムペブルは例えば回転電極
法により製造される。その具体的方法について以下に説
明する。金属ベリリウムペブルは、例えば図３に示す回
転電極方法による装置７により製造される。この方法
は、不活性ガス中の密閉容器内にアーク溶解電極または
プラズマ溶解電極からなる電極と金属ベリリウムからな
る消耗電極とを設け、両電極間にアークまたはプラズマ
を発生させて消耗電極を溶解させつつ遠心力により金属
ベリリウム溶滴を飛散させて冷却凝固し、金属ベリリウ
ムの球状粒子（ペブル）を得る方法である。図３におい
て、１は密閉容器、２は金属ベリリウムからなる消耗電
極、３は水冷タングステンのアーク溶解電極またはプラ
ズマ溶解電極である。密閉容器１内のガスは、排気孔４
より外部に排気されるとともに、導入孔５から不活性ガ
スが密閉容器１内に導入される。消耗電極２は、回転装
置６により回転駆動される。消耗電極２と溶解電極３と
の間にアークまたはプラズマを発生させ、金属ベリリウ
ム製の消耗電極２を溶解させる。溶解した金属ベリリウ
ムは、一定の大きさになると遠心力により遠心方向に飛
散し、不活性ガス中を通過する間に冷却凝固し球状の金
属ベリリウム粒子となる。密閉容器１内の不活性ガスに
は、例えばアルゴンガス、ヘリウムガスあるいはこれら
の混合ガス等が用いられる。
する。本発明の金属ベリリウムペブルは例えば回転電極
法により製造される。その具体的方法について以下に説
明する。金属ベリリウムペブルは、例えば図３に示す回
転電極方法による装置７により製造される。この方法
は、不活性ガス中の密閉容器内にアーク溶解電極または
プラズマ溶解電極からなる電極と金属ベリリウムからな
る消耗電極とを設け、両電極間にアークまたはプラズマ
を発生させて消耗電極を溶解させつつ遠心力により金属
ベリリウム溶滴を飛散させて冷却凝固し、金属ベリリウ
ムの球状粒子（ペブル）を得る方法である。図３におい
て、１は密閉容器、２は金属ベリリウムからなる消耗電
極、３は水冷タングステンのアーク溶解電極またはプラ
ズマ溶解電極である。密閉容器１内のガスは、排気孔４
より外部に排気されるとともに、導入孔５から不活性ガ
スが密閉容器１内に導入される。消耗電極２は、回転装
置６により回転駆動される。消耗電極２と溶解電極３と
の間にアークまたはプラズマを発生させ、金属ベリリウ
ム製の消耗電極２を溶解させる。溶解した金属ベリリウ
ムは、一定の大きさになると遠心力により遠心方向に飛
散し、不活性ガス中を通過する間に冷却凝固し球状の金
属ベリリウム粒子となる。密閉容器１内の不活性ガスに
は、例えばアルゴンガス、ヘリウムガスあるいはこれら
の混合ガス等が用いられる。
【００１０】得られる金属ベリリウムペブルは、例えば
図２に示すような形状となる。図２に示す金属ベリリウ
ムペブル１０の中央部には孔１０ａが形成されている。
この孔１０ａは閉じた孔である。金属ベリリウムペブル
１０の表面はクレータ状の凹凸のない平滑な表面を有し
ている。
図２に示すような形状となる。図２に示す金属ベリリウ
ムペブル１０の中央部には孔１０ａが形成されている。
この孔１０ａは閉じた孔である。金属ベリリウムペブル
１０の表面はクレータ状の凹凸のない平滑な表面を有し
ている。
【００１１】得られる金属ベリリウムペブルの大きさ
は、本発明の実施例のものでは０．１〜５ｍｍである。
この平均粒径が０．１〜５ｍｍの金属ベリリウムペブル
は、複雑な構造をしたブランケット容器内に詰めると、
その平均粒径が小さいほど充填率が上がる。例えばその
平均粒径と充填率の関係は図１に示すとおりとなる。図
１から、金属ベリリウムペブルの平均粒径が５ｍｍ以下
であると充填率が向上することが判る。平均粒径が０．
１ｍｍ未満になると製造歩留まりが低下し、取り扱いに
困難を生じる問題がある。また粒子の大きさが細かすぎ
て、ブランケット容器内のトリチウムを回収するための
ヘリウムガススイープが困難になるという問題がある。
これに対し、平均粒径が０．１〜５ｍｍのものにおいて
は充填率が高く、上記のような問題が少ない。特に平均
粒径が０．１〜０．６ｍｍの範囲のものについては、高
充填率によりトリチウム生成率が増大し、製造歩留まり
も非常に良好であるという利点がある。
は、本発明の実施例のものでは０．１〜５ｍｍである。
この平均粒径が０．１〜５ｍｍの金属ベリリウムペブル
は、複雑な構造をしたブランケット容器内に詰めると、
その平均粒径が小さいほど充填率が上がる。例えばその
平均粒径と充填率の関係は図１に示すとおりとなる。図
１から、金属ベリリウムペブルの平均粒径が５ｍｍ以下
であると充填率が向上することが判る。平均粒径が０．
１ｍｍ未満になると製造歩留まりが低下し、取り扱いに
困難を生じる問題がある。また粒子の大きさが細かすぎ
て、ブランケット容器内のトリチウムを回収するための
ヘリウムガススイープが困難になるという問題がある。
これに対し、平均粒径が０．１〜５ｍｍのものにおいて
は充填率が高く、上記のような問題が少ない。特に平均
粒径が０．１〜０．６ｍｍの範囲のものについては、高
充填率によりトリチウム生成率が増大し、製造歩留まり
も非常に良好であるという利点がある。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の金属ベリリ
ウムペブルによると、平均粒径が従来のものより相対的
に小径であることから、複雑な構造をしたブランケット
容器内に入れた時の充填率が向上するためにトリチウム
生成率が増大するとともに、孔を有するためにスエリン
グを起こさず、金属ベリリウムペブルの破損が防止され
るという効果がある。
ウムペブルによると、平均粒径が従来のものより相対的
に小径であることから、複雑な構造をしたブランケット
容器内に入れた時の充填率が向上するためにトリチウム
生成率が増大するとともに、孔を有するためにスエリン
グを起こさず、金属ベリリウムペブルの破損が防止され
るという効果がある。
【図１】本発明の金属ベリリウムペブルの望ましい平均
粒径特性を示す特性図である。
粒径特性を示す特性図である。
【図２】金属ベリリウムペブルの形状の一例を示す模式
図である。
図である。
【図３】本発明の実施例による回転電極法を実施するた
めの装置を示す模式図である。
めの装置を示す模式図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 小石状であって、中心部に空隙を有する
とともに、平均粒径が０．１〜５ｍｍの範囲にある中性
子増倍材用金属ベリリウムペブル。 - 【請求項２】 前記金属ベリリウムペブル中の空隙の空
隙率が１〜５体積％である請求項１記載の中性子増倍材
用金属ベリリウムペブル。 - 【請求項３】 平均粒径が０．１〜５ｍｍで、中心部に
空隙率が１〜５体積％の空隙をもつ小石状の金属ベリリ
ウムペブルを使用してなる中性子増倍材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5017553A JP2741829B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 金属ベリリウムペブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5017553A JP2741829B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 金属ベリリウムペブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06228673A JPH06228673A (ja) | 1994-08-16 |
| JP2741829B2 true JP2741829B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=11947109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5017553A Expired - Fee Related JP2741829B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 金属ベリリウムペブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741829B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0872851B1 (en) * | 1996-09-11 | 2003-11-26 | Japan Atomic Energy Research Institute | Process for preparing metallic beryllium pebbles |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2604869B2 (ja) * | 1990-01-31 | 1997-04-30 | 日本碍子 株式会社 | ベリリウム球状粒子の製造方法 |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP5017553A patent/JP2741829B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06228673A (ja) | 1994-08-16 |
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Legal Events
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