JP3091555B2 - 核燃料体の製造方法 - Google Patents
核燃料体の製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核燃料体の製造方法に
関し、更に詳しくは、寸法安定性及び気体核分裂生成物
の保持性に優れた核燃料体の製造方法に関する。
関し、更に詳しくは、寸法安定性及び気体核分裂生成物
の保持性に優れた核燃料体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】原子炉の
核燃料物質である二酸化ウラン(UO2 )系燃料の製造
方法において、低温焼結法は、その経済性、焼結炉体維
持の安易性などの観点より注目されている。この、低温
焼結法は1,000〜1,400℃の温度中で、中性あ
るいは僅かに酸化性を有する雰囲気中で焼結を行なうこ
とにより、焼結に要するエネルギ−の削減、焼結時間の
短縮などが可能となるものである。
核燃料物質である二酸化ウラン(UO2 )系燃料の製造
方法において、低温焼結法は、その経済性、焼結炉体維
持の安易性などの観点より注目されている。この、低温
焼結法は1,000〜1,400℃の温度中で、中性あ
るいは僅かに酸化性を有する雰囲気中で焼結を行なうこ
とにより、焼結に要するエネルギ−の削減、焼結時間の
短縮などが可能となるものである。
【0003】このような方法としては、炭酸ウラニルア
ンモニウム(以下、AUCと言うことがある。)を出発
原料とする二酸化ウラン粉末(以下、これをAUC−U
O2粉末と言うことがある。)を用いて、酸化雰囲気中
で1,000〜1,400℃に加熱した後、還元雰囲気
中で1,000〜1,400℃に加熱することにより、
核燃料焼結体を製造する方法が知られている。(特開昭
61−278789号公報中の実施例等参照)。
ンモニウム(以下、AUCと言うことがある。)を出発
原料とする二酸化ウラン粉末(以下、これをAUC−U
O2粉末と言うことがある。)を用いて、酸化雰囲気中
で1,000〜1,400℃に加熱した後、還元雰囲気
中で1,000〜1,400℃に加熱することにより、
核燃料焼結体を製造する方法が知られている。(特開昭
61−278789号公報中の実施例等参照)。
【0004】しかしながら、この方法において使用する
AUCは重ウラン酸アンモン(以下、これをADUと言
うことがある。)に比較して入手が容易ではないと言う
欠点を有している。そこで、上記の方法において、AU
C−UO2 粉末に代えて、ADUを出発原料とする二酸
化ウラン粉末(以下、これをADU−UO2 粉末と言う
ことがある。)を用いる方法が検討され、本発明の発明
者らにより提案されている。(特願昭63−24706
7号公報) しかしながら、これらの方法においては、焼結過程で九
酸化四ウラン(U4 O9 )の生成が起こらなければ、得
られる焼結体の結晶粒は微細なものとなり、原子炉内で
の使用時における寸法安定性および気体核分裂生成物の
保持性とも悪くなる。このU4 O9 の生成は、AUC−
UO2 を使用した場合には確認されているが、ADU−
UO2 を使用した場合においては未だ報告されていな
い。そのため、ADU−UO2 を低温焼結法にて焼結し
た場合、得られる焼結体の結晶粒は0.5〜3μmと非
常に小さい。結晶粒が微細な場合、組織は原子炉内運転
中に焼きしまり、体積収縮を起こし寸法安定性が悪くな
る。また、結晶粒が小さいと、気体核分裂生成物(FP
ガス)の保持性が低くFPガスがペレットから燃料棒内
へ放出される割合が大きくなり、燃料棒内圧が高くなる
などの点で好ましくない。
AUCは重ウラン酸アンモン(以下、これをADUと言
うことがある。)に比較して入手が容易ではないと言う
欠点を有している。そこで、上記の方法において、AU
C−UO2 粉末に代えて、ADUを出発原料とする二酸
化ウラン粉末(以下、これをADU−UO2 粉末と言う
ことがある。)を用いる方法が検討され、本発明の発明
者らにより提案されている。(特願昭63−24706
7号公報) しかしながら、これらの方法においては、焼結過程で九
酸化四ウラン(U4 O9 )の生成が起こらなければ、得
られる焼結体の結晶粒は微細なものとなり、原子炉内で
の使用時における寸法安定性および気体核分裂生成物の
保持性とも悪くなる。このU4 O9 の生成は、AUC−
UO2 を使用した場合には確認されているが、ADU−
UO2 を使用した場合においては未だ報告されていな
い。そのため、ADU−UO2 を低温焼結法にて焼結し
た場合、得られる焼結体の結晶粒は0.5〜3μmと非
常に小さい。結晶粒が微細な場合、組織は原子炉内運転
中に焼きしまり、体積収縮を起こし寸法安定性が悪くな
る。また、結晶粒が小さいと、気体核分裂生成物(FP
ガス)の保持性が低くFPガスがペレットから燃料棒内
へ放出される割合が大きくなり、燃料棒内圧が高くなる
などの点で好ましくない。
【0005】一方、ADU−UO2 成形体を特定条件で
加熱してU4 O9 とするには、非常に長時間を要すると
ともにコントロールが困難であると言う問題点がある。
本発明は前記事情に基づいてなされたものである。本発
明の目的は、重ウラン酸アンモンを出発原料とする二酸
化ウラン粉末を用いて、低温焼結法にて、結晶粒の粗大
な核燃料体を得るための方法を提供することにある。
加熱してU4 O9 とするには、非常に長時間を要すると
ともにコントロールが困難であると言う問題点がある。
本発明は前記事情に基づいてなされたものである。本発
明の目的は、重ウラン酸アンモンを出発原料とする二酸
化ウラン粉末を用いて、低温焼結法にて、結晶粒の粗大
な核燃料体を得るための方法を提供することにある。
【0006】
【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、重ウラン酸アンモンから得
られた二酸化ウランと八酸化三ウランとを有する混合体
を、酸素濃度10〜250ppmの範囲内の非還元性雰
囲気中で200〜800℃の温度で10分以上加熱処理
をし、得られる処理物を焼結処理することを特徴とする
核燃料体の製造方法であり、請求項2に記載の発明は、
前記混合体が、重ウラン酸アンモンから得られた二酸化
ウラン90〜60重量%と八酸化三ウラン10〜40重
量%とからなることを特徴とする前記請求項1に記載の
核燃料体の製造方法であり、請求項3に記載の発明は、
前記焼結処理が、酸素濃度10〜250ppmの範囲内
で1,000〜1,200℃の温度で焼結し、還元性雰
囲気中で500℃以上の温度で還元処理することを特徴
とする前記請求項1又は2に記載の核燃料体の製造方法
である。
の請求項1に記載の発明は、重ウラン酸アンモンから得
られた二酸化ウランと八酸化三ウランとを有する混合体
を、酸素濃度10〜250ppmの範囲内の非還元性雰
囲気中で200〜800℃の温度で10分以上加熱処理
をし、得られる処理物を焼結処理することを特徴とする
核燃料体の製造方法であり、請求項2に記載の発明は、
前記混合体が、重ウラン酸アンモンから得られた二酸化
ウラン90〜60重量%と八酸化三ウラン10〜40重
量%とからなることを特徴とする前記請求項1に記載の
核燃料体の製造方法であり、請求項3に記載の発明は、
前記焼結処理が、酸素濃度10〜250ppmの範囲内
で1,000〜1,200℃の温度で焼結し、還元性雰
囲気中で500℃以上の温度で還元処理することを特徴
とする前記請求項1又は2に記載の核燃料体の製造方法
である。
【0007】以下、本発明について詳述する。本発明の
製造方法においては、重ウラン酸アンモン(ADU)を
出発原料とする二酸化ウランと(ADU−UO2 )と八
酸化三ウラン(U3 O8 )とを有する混合物を非還元性
雰囲気中で加熱処理を行ない、この加熱処理によって得
られた九酸化四ウラン(U4 O9 )を用いて焼結を行な
うというニ段階の工程に従い、核燃料体を製造する。
製造方法においては、重ウラン酸アンモン(ADU)を
出発原料とする二酸化ウランと(ADU−UO2 )と八
酸化三ウラン(U3 O8 )とを有する混合物を非還元性
雰囲気中で加熱処理を行ない、この加熱処理によって得
られた九酸化四ウラン(U4 O9 )を用いて焼結を行な
うというニ段階の工程に従い、核燃料体を製造する。
【0008】本発明において重要な点の一つは、ADU
−UO2 とU3 O8 とを有する混合物を非還元性雰囲気
中で加熱処理を行なうことである。加熱処理は、結晶粒
粗大化に必要なU4 O9 の生成を促すために行なう。U
O2 をU4 O9 化するためには、UO2 を酸化させる必
要がある。しかし、UO2の酸化は発熱反応であり、そ
の制御は非常に難しく、容易にU4 O9 を通り越しU3
O8 にまで酸化が進んでしまう。このため本発明では、
U4 O9 化のための酸素の供給源としてU3 O8 を使用
することにより、この問題を解決した。
−UO2 とU3 O8 とを有する混合物を非還元性雰囲気
中で加熱処理を行なうことである。加熱処理は、結晶粒
粗大化に必要なU4 O9 の生成を促すために行なう。U
O2 をU4 O9 化するためには、UO2 を酸化させる必
要がある。しかし、UO2の酸化は発熱反応であり、そ
の制御は非常に難しく、容易にU4 O9 を通り越しU3
O8 にまで酸化が進んでしまう。このため本発明では、
U4 O9 化のための酸素の供給源としてU3 O8 を使用
することにより、この問題を解決した。
【0009】本発明において、使用に供される前記AD
U−UO2 は以下の方法で得られる。ADUは、たとえ
ば、フッ化ウラニル溶液にNH4 OH溶液またはNH3
ガスを加えてpH7〜9において沈殿させて得たもので
もよいし、精製した硝酸ウラニル溶液にNH3 ガスを加
えて得たものでもよい。このADUを空気中で350〜
550℃にて焙焼して得られるUO3 、あるいは550
℃以上にて焙焼して得られるU3 O8 を、水素中で還元
することにより、前記ADU−UO2 を得ることができ
る。UO3 あるいはU3 O8 を水素中で還元する際の温
度は、通常、600℃以上、好ましくは600〜650
℃である。
U−UO2 は以下の方法で得られる。ADUは、たとえ
ば、フッ化ウラニル溶液にNH4 OH溶液またはNH3
ガスを加えてpH7〜9において沈殿させて得たもので
もよいし、精製した硝酸ウラニル溶液にNH3 ガスを加
えて得たものでもよい。このADUを空気中で350〜
550℃にて焙焼して得られるUO3 、あるいは550
℃以上にて焙焼して得られるU3 O8 を、水素中で還元
することにより、前記ADU−UO2 を得ることができ
る。UO3 あるいはU3 O8 を水素中で還元する際の温
度は、通常、600℃以上、好ましくは600〜650
℃である。
【0010】本発明の方法においては、前記ADU−U
O2 にU3 O8 を添加し、混合体とする。本発明の目的
である結晶粒粗大化を達成するためには、U4 O9 の生
成が必要であるが、UO2 をU4 O9 化するためには、
UO2 を酸化させる必要がある。U3 O8 は、前記AD
U−UO2 のU4 O9 化のための酸素の供給源として前
記ADU−UO2 に添加される。前記ADU−UO2 と
U3 O8 とを有する混合物から、加熱処理によりU4 O
9 が生成される。
O2 にU3 O8 を添加し、混合体とする。本発明の目的
である結晶粒粗大化を達成するためには、U4 O9 の生
成が必要であるが、UO2 をU4 O9 化するためには、
UO2 を酸化させる必要がある。U3 O8 は、前記AD
U−UO2 のU4 O9 化のための酸素の供給源として前
記ADU−UO2 に添加される。前記ADU−UO2 と
U3 O8 とを有する混合物から、加熱処理によりU4 O
9 が生成される。
【0011】本発明において重要な点の一つは、前記A
DU−UO2 と前記U3 O8 とを有する混合体におけ
る、前記ADU−UO2 と前記U3 O8 との配合割合
が、ADU−UO2 が90〜60重量%、U3 O8 が1
0〜40重量%の範囲内であることである。
DU−UO2 と前記U3 O8 とを有する混合体におけ
る、前記ADU−UO2 と前記U3 O8 との配合割合
が、ADU−UO2 が90〜60重量%、U3 O8 が1
0〜40重量%の範囲内であることである。
【0012】ADU−UO2 に、添加されるU3 O8 粉
末の割合が40重量%を超える場合、加熱処理後の混合
体中に多量のU3 O8 が残留し、良好な焼結体が得られ
ないことがあり、又10重量%未満であるとU4 O9 の
生成が不十分となり、結晶粒の粗大化が十分進行しない
ことがある。
末の割合が40重量%を超える場合、加熱処理後の混合
体中に多量のU3 O8 が残留し、良好な焼結体が得られ
ないことがあり、又10重量%未満であるとU4 O9 の
生成が不十分となり、結晶粒の粗大化が十分進行しない
ことがある。
【0013】本発明における混合体は、前記ADU−U
O2 とU3 O8 との混合物である。後述する非還元性雰
囲気中での加熱処理を、粉末状態の混合物について行っ
ても良いのであるが、通常は、前記ADU−UO2 とU
3 O8 とを有する混合物粉末を圧縮成型して成形体とし
てから、加熱処理をするのが好ましい。成形体とするこ
とにより、ADU−UO2 とU3 O8 との接触面積を増
大して反応を促進させることができるからである。この
加熱処理を粉末状態で行っても、あるいは成形体にして
から行っても良いという意味で、本発明における混合体
は、粉末状混合物及び成形体の両方を含む概念である。
O2 とU3 O8 との混合物である。後述する非還元性雰
囲気中での加熱処理を、粉末状態の混合物について行っ
ても良いのであるが、通常は、前記ADU−UO2 とU
3 O8 とを有する混合物粉末を圧縮成型して成形体とし
てから、加熱処理をするのが好ましい。成形体とするこ
とにより、ADU−UO2 とU3 O8 との接触面積を増
大して反応を促進させることができるからである。この
加熱処理を粉末状態で行っても、あるいは成形体にして
から行っても良いという意味で、本発明における混合体
は、粉末状混合物及び成形体の両方を含む概念である。
【0014】圧縮成型の際の成形圧は、通常、1〜5t
/cm2 の範囲であり、好ましくは1.4〜2.8t/
cm2 の範囲である。この成形圧が1t/cm2 未満で
あると、得られる成形体が崩れ易くなることがある。一
方、5t/cm2 を超えると、得られる成形体や焼結ペ
レットにき裂が発生し易くなることがある。本発明の方
法においては、次いで非還元雰囲気中で前記成形体の加
熱処理を行なう。
/cm2 の範囲であり、好ましくは1.4〜2.8t/
cm2 の範囲である。この成形圧が1t/cm2 未満で
あると、得られる成形体が崩れ易くなることがある。一
方、5t/cm2 を超えると、得られる成形体や焼結ペ
レットにき裂が発生し易くなることがある。本発明の方
法においては、次いで非還元雰囲気中で前記成形体の加
熱処理を行なう。
【0015】前記非還元性雰囲気とは、還元性でない雰
囲気であれば特に制限がないのであるが、通常は中性あ
るいは僅かに酸化性の雰囲気などである。中性雰囲気
は、たとえば、窒素中、あるいはアルゴン雰囲気により
実現することができる。酸化雰囲気としては、たとえ
ば、二酸化炭素、窒素と酸素との混合ガス、ニ酸化炭素
と一酸化炭素との混合ガスなどを存在させることにより
実現することができる。
囲気であれば特に制限がないのであるが、通常は中性あ
るいは僅かに酸化性の雰囲気などである。中性雰囲気
は、たとえば、窒素中、あるいはアルゴン雰囲気により
実現することができる。酸化雰囲気としては、たとえ
ば、二酸化炭素、窒素と酸素との混合ガス、ニ酸化炭素
と一酸化炭素との混合ガスなどを存在させることにより
実現することができる。
【0016】本発明の方法においては、前記加熱処理
は、酸素濃度10〜250ppmの範囲内で、加熱温度
を200〜800℃の範囲内で行なうのが好ましい。加
熱温度が200℃よりも低いとU4 O9 の生成反応速度
が著しく遅くなるためである。一方、加熱温度が高いと
焼結が進行してしまい、次に述べる粉砕や成形加工が困
難になるためである。加熱処理に要する時間は、通常、
10分以上である。
は、酸素濃度10〜250ppmの範囲内で、加熱温度
を200〜800℃の範囲内で行なうのが好ましい。加
熱温度が200℃よりも低いとU4 O9 の生成反応速度
が著しく遅くなるためである。一方、加熱温度が高いと
焼結が進行してしまい、次に述べる粉砕や成形加工が困
難になるためである。加熱処理に要する時間は、通常、
10分以上である。
【0017】本発明の方法においては、得られた加熱処
理生成物に焼結処理を行なう。焼結処理をするに当た
り、加熱処理生成物が粉末であるときには、成形体に加
工し、成形体を前記加熱処理して加熱処理生成物を得た
ときには、加熱処理後の成形体を粉砕し、再び成形する
ことが望ましい。粉砕処理としては、粒度が500μm
以下となる程度に加熱処理生成物を粉砕するのが良い。
理生成物に焼結処理を行なう。焼結処理をするに当た
り、加熱処理生成物が粉末であるときには、成形体に加
工し、成形体を前記加熱処理して加熱処理生成物を得た
ときには、加熱処理後の成形体を粉砕し、再び成形する
ことが望ましい。粉砕処理としては、粒度が500μm
以下となる程度に加熱処理生成物を粉砕するのが良い。
【0018】粉砕した加熱処理生成粉末、あるいは粉末
状の加熱処理生成物は圧縮成形して成形体とする。圧縮
成形の際の成形圧は、通常、1〜8t/cm2 の範囲で
あり、好ましくは1.5〜4t/cm2 の範囲である。
この成形圧が0.5t/cm2 未満であると、得られる
成形体が弱くなり、成形後の取扱いが困難となることが
ある。一方、8.5t/cm2 を超えると、得られる成
形体や核焼結ペレットにき裂が発生し易くなることがあ
る。
状の加熱処理生成物は圧縮成形して成形体とする。圧縮
成形の際の成形圧は、通常、1〜8t/cm2 の範囲で
あり、好ましくは1.5〜4t/cm2 の範囲である。
この成形圧が0.5t/cm2 未満であると、得られる
成形体が弱くなり、成形後の取扱いが困難となることが
ある。一方、8.5t/cm2 を超えると、得られる成
形体や核焼結ペレットにき裂が発生し易くなることがあ
る。
【0019】本発明の方法に用いられる焼結処理は、二
段焼結が好ましく、一段目で酸化性雰囲気下に焼結し、
二段目で還元性雰囲気下に加熱する還元処理を行なう。
一段目の酸化性雰囲気下の焼結処理において、酸化雰囲
気は、たとえば二酸化炭素、窒素と酸素との混合ガス、
ニ酸化炭素と一酸化炭素との混合ガスなどを存在させる
ことにより実現する。
段焼結が好ましく、一段目で酸化性雰囲気下に焼結し、
二段目で還元性雰囲気下に加熱する還元処理を行なう。
一段目の酸化性雰囲気下の焼結処理において、酸化雰囲
気は、たとえば二酸化炭素、窒素と酸素との混合ガス、
ニ酸化炭素と一酸化炭素との混合ガスなどを存在させる
ことにより実現する。
【0020】この発明においては、前記焼結処理が酸素
濃度10〜250ppmの範囲内で1,000〜1,2
00℃の温度で焼結することである。焼結温度が1,0
00℃よりも低いと焼結が十分に進行せず、粒成長、密
度上昇とも不十分であることがある。一方、高温側は
1,200℃であれば、本発明の目的である結晶粒の粗
大な燒結体を得ることができるのであるが、これ以上の
温度で加熱してもそれに見合った効果が少ない。焼結に
要する時間は、通常、1.5〜3時間である。
濃度10〜250ppmの範囲内で1,000〜1,2
00℃の温度で焼結することである。焼結温度が1,0
00℃よりも低いと焼結が十分に進行せず、粒成長、密
度上昇とも不十分であることがある。一方、高温側は
1,200℃であれば、本発明の目的である結晶粒の粗
大な燒結体を得ることができるのであるが、これ以上の
温度で加熱してもそれに見合った効果が少ない。焼結に
要する時間は、通常、1.5〜3時間である。
【0021】次いで、この発明に方法においては、前記
焼結を行なった後、二段目の還元性雰囲気中で加熱して
還元処理を行なう。この還元処理により、前記焼結処理
を経た前記成形体はO/U調整が行なわれる。前記還元
雰囲気は、たとえば、水素、水素・窒素混合ガス、水素
・アルゴン混合ガス、あるいはこれらと水蒸気とを共存
させたガスなどを存在させることにより実現する。前記
還元処理は500℃以上の温度で行なわれることが好ま
しい。
焼結を行なった後、二段目の還元性雰囲気中で加熱して
還元処理を行なう。この還元処理により、前記焼結処理
を経た前記成形体はO/U調整が行なわれる。前記還元
雰囲気は、たとえば、水素、水素・窒素混合ガス、水素
・アルゴン混合ガス、あるいはこれらと水蒸気とを共存
させたガスなどを存在させることにより実現する。前記
還元処理は500℃以上の温度で行なわれることが好ま
しい。
【0022】以上の方法により核燃料体が製造される
が、本発明においては焼結過程でU4O9 が生成される
ことから、製造される核燃料体は結晶粒が粗大なものが
得られ、原子炉内での使用時における寸法安定性および
気体核分裂生成物の保持性が良好である。
が、本発明においては焼結過程でU4O9 が生成される
ことから、製造される核燃料体は結晶粒が粗大なものが
得られ、原子炉内での使用時における寸法安定性および
気体核分裂生成物の保持性が良好である。
【0023】
【実施例】次いで、本発明の実施例を示し、この発明に
ついてさらに具体的に説明する。 (実施例1)ADU−UO2 粉末70重量%とU3 O2
粉末30重量%とを小型粉砕混合機を使用して均一に混
合した後、プレス成形によって成形密度5.0g/cm
3 の成形体とした。酸素濃度が100ppmである窒素
及び酸素の混合気体中で、前記成形体を600℃に30
分かけて加熱処理することにより、U4 O9 化を行なっ
た。この成形体を乳鉢で粉砕し、加熱処理生成物の粉末
を得た。
ついてさらに具体的に説明する。 (実施例1)ADU−UO2 粉末70重量%とU3 O2
粉末30重量%とを小型粉砕混合機を使用して均一に混
合した後、プレス成形によって成形密度5.0g/cm
3 の成形体とした。酸素濃度が100ppmである窒素
及び酸素の混合気体中で、前記成形体を600℃に30
分かけて加熱処理することにより、U4 O9 化を行なっ
た。この成形体を乳鉢で粉砕し、加熱処理生成物の粉末
を得た。
【0024】得られた加熱処理生成物について、X線回
析測定にて生成相の同定を行なった。その結果、図1に
示すように、U4 O9 が構成相となっていることが確認
された。このようにして得られたU4 O9 粉末をプレス
成形することによって成形密度が6.0g/cm3 であ
る成形体を得た。
析測定にて生成相の同定を行なった。その結果、図1に
示すように、U4 O9 が構成相となっていることが確認
された。このようにして得られたU4 O9 粉末をプレス
成形することによって成形密度が6.0g/cm3 であ
る成形体を得た。
【0025】酸素濃度が100ppmである窒素と酸素
との混合気体中で、前記成形体を1,150℃で4時間
かけて焼結処理した後、アンモニア分解ガス中で、1,
150℃で4時間かけて還元処理を行ない、成形密度が
10.6g/cm3 である焼結体が得られた。
との混合気体中で、前記成形体を1,150℃で4時間
かけて焼結処理した後、アンモニア分解ガス中で、1,
150℃で4時間かけて還元処理を行ない、成形密度が
10.6g/cm3 である焼結体が得られた。
【0026】得られた核燃料焼結体の組織を、光学顕微
鏡にて400倍の倍率で観察した結果、得られた焼結体
は、結晶粒径が10〜60μmに達しており、一般に大
粒径ペレットの目安とされている10〜数十μmを越え
ていることが判明した。
鏡にて400倍の倍率で観察した結果、得られた焼結体
は、結晶粒径が10〜60μmに達しており、一般に大
粒径ペレットの目安とされている10〜数十μmを越え
ていることが判明した。
【0027】(比較例1)ADU−UO2 粉末をプレス
成形することによって成形密度が5.2g/cm3 であ
る成形体を得た。酸素濃度が100ppmである窒素と
酸素との混合気体中で、前記成形体を1,150℃に4
時間かけて焼結処理した後、アンモニア分解ガス中で、
1,150℃に4時間かけて還元処理を行うことによ
り、密度が10.7g/cm3 である焼結体が得られ
た。得られた核燃料焼結体を光学顕微鏡にて400倍の
倍率で観察したところ、結晶粒径が0.5〜3μmの微
細なものであることが確認された。
成形することによって成形密度が5.2g/cm3 であ
る成形体を得た。酸素濃度が100ppmである窒素と
酸素との混合気体中で、前記成形体を1,150℃に4
時間かけて焼結処理した後、アンモニア分解ガス中で、
1,150℃に4時間かけて還元処理を行うことによ
り、密度が10.7g/cm3 である焼結体が得られ
た。得られた核燃料焼結体を光学顕微鏡にて400倍の
倍率で観察したところ、結晶粒径が0.5〜3μmの微
細なものであることが確認された。
【0028】
【発明の効果】本発明により、結晶粒の粗大な、原子炉
内での使用時における寸法安定性及び気体核分裂生成物
の保持性に優れた核燃料体の製造方法を提供することが
できる。
内での使用時における寸法安定性及び気体核分裂生成物
の保持性に優れた核燃料体の製造方法を提供することが
できる。
【0029】本発明の製造方法によれば、容易に結晶粒
の粗大な核燃料体を製造することができ、焼結時のエネ
ルギーコストの上でも有用な核燃料体の製造方法を提供
することができる。
の粗大な核燃料体を製造することができ、焼結時のエネ
ルギーコストの上でも有用な核燃料体の製造方法を提供
することができる。
【図1】図1は、成形体加熱処理後粉砕して得られた粉
末のX線回析測定結果を示すグラフである。
末のX線回析測定結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−114786(JP,A) 特開 昭64−53192(JP,A) 特開 平2−129586(JP,A) 特開 平2−259596(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 3/62 G21C 21/02
Claims (3)
- 【請求項1】 重ウラン酸アンモンから得られた二酸化
ウランと八酸化三ウランとを有する混合体を、酸素濃度
10〜250ppmの範囲内の非還元性雰囲気中で20
0〜800℃の温度で10分以上加熱処理をし、得られ
る処理物を焼結処理することを特徴とする核燃料体の製
造方法。 - 【請求項2】 前記混合体が、重ウラン酸アンモンから
得られた二酸化ウラン90〜60重量%と八酸化三ウラ
ン10〜40重量%とからなることを特徴とする前記請
求項1に記載の核燃料体の製造方法。 - 【請求項3】 前記焼結処理が、酸素濃度10〜250
ppmの範囲内で1,000〜1,200℃の温度で焼
結し、還元性雰囲気中で500℃以上の温度で還元処理
することを特徴とする前記請求項1又は2に記載の核燃
料体の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04035392A JP3091555B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 核燃料体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04035392A JP3091555B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 核燃料体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05232275A JPH05232275A (ja) | 1993-09-07 |
JP3091555B2 true JP3091555B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=12440646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP04035392A Expired - Fee Related JP3091555B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 核燃料体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3091555B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
PT1081716E (pt) * | 1999-09-06 | 2004-08-31 | Europ Economic Community | Processo para a producao de pastilhas de combustivel nuclear do tipo mox |
KR100792151B1 (ko) * | 2006-11-14 | 2008-01-04 | 한국원자력연구원 | 결정립 형상이 제어된 우라늄산화물 소결체 및 그 제조방법 |
UA116669C2 (uk) * | 2013-11-26 | 2018-04-25 | Откритоє Акціонєрноє Общєство "Акме-Інжінірінг" | Таблетка ядерного палива з підвищеною теплопровідністю і спосіб її виготовлення |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP04035392A patent/JP3091555B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05232275A (ja) | 1993-09-07 |
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