JP3462562B2 - ゲル粒子製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子炉用セラミックス燃
料粒子等の微小球状セラミックス粒子をゲル粒子経由で
製造する場合の、ゲル粒子製造方法及び装置に関するも
のである。
料粒子等の微小球状セラミックス粒子をゲル粒子経由で
製造する場合の、ゲル粒子製造方法及び装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】原子炉用セラミックス燃料粒子の分野に
おけるゲル粒子経由での製造方法としては、ウラン等の
燃料元素を含む原液（溶液またはゾル）の小滴を第２流
体（気体、または、有機液体）との界面張力を利用して
形成し、それにアンモニア等のゲル化剤を作用させてゲ
ル化（固化）した粒子（ゲル粒子）を熱処理してセラミ
ックス粒子に転換する方法が一般的である。（このゲル
粒子を造る方法は、ゾルゲル法と総称される。）このゾ
ルゲル法は、さらに、外部ゲル化法と内部ゲル化法に大
別される。前者の外部ゲル化法では、ゲル化剤を小滴の
外部から作用させる。それに対して、後者の内部ゲル化
法では、原液の中にあらかじめヘキサメチレンテトラミ
ン（略称：ＨＭＴＡ）を混合しておき、小滴を加熱して
小滴内部のＨＭＴＡを熱分解させ、その分解生成物であ
るアンモニアをゲル化剤として利用する。
おけるゲル粒子経由での製造方法としては、ウラン等の
燃料元素を含む原液（溶液またはゾル）の小滴を第２流
体（気体、または、有機液体）との界面張力を利用して
形成し、それにアンモニア等のゲル化剤を作用させてゲ
ル化（固化）した粒子（ゲル粒子）を熱処理してセラミ
ックス粒子に転換する方法が一般的である。（このゲル
粒子を造る方法は、ゾルゲル法と総称される。）このゾ
ルゲル法は、さらに、外部ゲル化法と内部ゲル化法に大
別される。前者の外部ゲル化法では、ゲル化剤を小滴の
外部から作用させる。それに対して、後者の内部ゲル化
法では、原液の中にあらかじめヘキサメチレンテトラミ
ン（略称：ＨＭＴＡ）を混合しておき、小滴を加熱して
小滴内部のＨＭＴＡを熱分解させ、その分解生成物であ
るアンモニアをゲル化剤として利用する。
【０００３】内部ゲル化法では、第２流体として加熱し
たシリコンオイル等を用いて、その中での小滴形成と約
８０Ｋの温度上昇によりＨＭＴＡを熱分解させゲル化を
行う方法が一般的である（例：Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍａｔｅ
ｒ．，１４８（１９８７）３２４−３３１）。それに対
して、空気中で形成した小滴を、空洞共振器（以下、共
振器と略記する）の内部に発生させたマイクロ液電界中
を落下させる間に誘電加熱し、ＨＭＴＡを分解しゲル化
させるＬｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒの方法（例：Ｔｒａｎ
ｓ．Ａｍ．Ｎｕｃｌ．Ｓｏｃ．，４０（１９８２）５５
−５６）がある。しかし、このＬｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒ
の例では、小滴のゲル化に必要とされる約８０Ｋの温度
上昇を与えるには、工業用に指定されている周波数
（０．９１５または２．４５ＧＨｚ）では不十分で、約
１桁高い周波数の８．２〜１２．４ＧＨｚを適用して初
めて目的とする加熱を可能とした。
たシリコンオイル等を用いて、その中での小滴形成と約
８０Ｋの温度上昇によりＨＭＴＡを熱分解させゲル化を
行う方法が一般的である（例：Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍａｔｅ
ｒ．，１４８（１９８７）３２４−３３１）。それに対
して、空気中で形成した小滴を、空洞共振器（以下、共
振器と略記する）の内部に発生させたマイクロ液電界中
を落下させる間に誘電加熱し、ＨＭＴＡを分解しゲル化
させるＬｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒの方法（例：Ｔｒａｎ
ｓ．Ａｍ．Ｎｕｃｌ．Ｓｏｃ．，４０（１９８２）５５
−５６）がある。しかし、このＬｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒ
の例では、小滴のゲル化に必要とされる約８０Ｋの温度
上昇を与えるには、工業用に指定されている周波数
（０．９１５または２．４５ＧＨｚ）では不十分で、約
１桁高い周波数の８．２〜１２．４ＧＨｚを適用して初
めて目的とする加熱を可能とした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｌｅ
ｄｅｒｇｅｒｂｅｒが通信用周波数帯（Ｘバンド）のマ
イクロ波を誘電加熱に適用するために特別に高出力電源
を製作しているのに対して、工業用周波数（２．４５Ｇ
Ｈｚ）を適用した安価な市販のマイクロ波電源を用い
て、小滴が空洞共振器内のマイクロ波電界中を落下して
いる間に内部ゲル化されるのに必要な約８０Ｋの温度上
昇をもたらす誘電加熱を可能とする方法と装置を提供す
ることにある。
ｄｅｒｇｅｒｂｅｒが通信用周波数帯（Ｘバンド）のマ
イクロ波を誘電加熱に適用するために特別に高出力電源
を製作しているのに対して、工業用周波数（２．４５Ｇ
Ｈｚ）を適用した安価な市販のマイクロ波電源を用い
て、小滴が空洞共振器内のマイクロ波電界中を落下して
いる間に内部ゲル化されるのに必要な約８０Ｋの温度上
昇をもたらす誘電加熱を可能とする方法と装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明者が鋭意研究の
結果、目的とする課題解決のために採用した手段は次の
３点である。
結果、目的とする課題解決のために採用した手段は次の
３点である。
【０００６】第１は、装置の主要な構成を図１のよう
に、マグネトロン発振器（１）、サーキュレータＡ
（２）、方向性結合器Ａ（３）、入射・反射電力メータ
（４）、スタブチューナ（５）、サーキュレータＢ
（６）、方向性結合器Ｂ（７）、空洞共振器（８）、ス
ペクトラムアナライザ（９）、放電検知・インタロック
信号発信部（１０）、ゲル化用原液供給・小滴形成部
（１１）、ゲル粒子受器（１２）、とした。なお、
（１）〜（３）および（３）〜（８）の間は導波管（１
３）でつながっている。（なお、市販電源は、通常、上
記の（１）〜（３）あるいは（１）〜（５）で構成され
ている。）第２は、図１の空洞共振器（８）の中に共振
状態微調整用石英棒（１４）を出入させるマイクロメー
タ型駆動機構（１５）を付加した。（なお、空洞共振器
の中央には、Ｌｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒの場合と同様に、
落下小滴付着等による汚染から共振器を保護するための
石英管（１６）を設置し、その石英管中央を小滴が落下
するようにした。）第３は、誘電加熱用等に市販されて
いるマイクロ波電源の周波数スペクトル幅が数ＭＨｚで
あるのを改造して１ＭＨｚまで狭く調整可能にした。
に、マグネトロン発振器（１）、サーキュレータＡ
（２）、方向性結合器Ａ（３）、入射・反射電力メータ
（４）、スタブチューナ（５）、サーキュレータＢ
（６）、方向性結合器Ｂ（７）、空洞共振器（８）、ス
ペクトラムアナライザ（９）、放電検知・インタロック
信号発信部（１０）、ゲル化用原液供給・小滴形成部
（１１）、ゲル粒子受器（１２）、とした。なお、
（１）〜（３）および（３）〜（８）の間は導波管（１
３）でつながっている。（なお、市販電源は、通常、上
記の（１）〜（３）あるいは（１）〜（５）で構成され
ている。）第２は、図１の空洞共振器（８）の中に共振
状態微調整用石英棒（１４）を出入させるマイクロメー
タ型駆動機構（１５）を付加した。（なお、空洞共振器
の中央には、Ｌｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒの場合と同様に、
落下小滴付着等による汚染から共振器を保護するための
石英管（１６）を設置し、その石英管中央を小滴が落下
するようにした。）第３は、誘電加熱用等に市販されて
いるマイクロ波電源の周波数スペクトル幅が数ＭＨｚで
あるのを改造して１ＭＨｚまで狭く調整可能にした。
【０００７】上記の３点に加えて、図２に比較するよう
に、空洞共振器の配置を、Ｌｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒが縦
長の水平方向電界型配置（図２ａ）にしているのに対し
て、鉛直方向電界型配置（図２ｂ）にすることを考案し
た。
に、空洞共振器の配置を、Ｌｅｄｅｒｇｅｒｂｅｒが縦
長の水平方向電界型配置（図２ａ）にしているのに対し
て、鉛直方向電界型配置（図２ｂ）にすることを考案し
た。
【０００８】
【作用】図１において、サーキュレータＡ（２）はマグ
ネトロンの保護用であり、サーキュレータＢ（６）は共
振器（８）とスタブチューナ（５）のアイソレーション
をとる目的で設けている。スタブチューナは、共振器へ
の入射エネルギを可変する目的で設けている。方向性結
合器Ａ（３）は、マグネトロン発振器（１）から入射さ
れるエネルギとスタブチューナにより反射されるエネル
ギを入射・反射電力メータ（４）で表示し、共振器に供
給される実効エネルギを知るために設けている。方向性
結合器Ｂ（７）は、主として、共振器から反射されるマ
イクロ波の周波数スペクトルをスペクトラムアナライザ
（９）でモニタし、共振器の整合をとる目的で設けてい
る。
ネトロンの保護用であり、サーキュレータＢ（６）は共
振器（８）とスタブチューナ（５）のアイソレーション
をとる目的で設けている。スタブチューナは、共振器へ
の入射エネルギを可変する目的で設けている。方向性結
合器Ａ（３）は、マグネトロン発振器（１）から入射さ
れるエネルギとスタブチューナにより反射されるエネル
ギを入射・反射電力メータ（４）で表示し、共振器に供
給される実効エネルギを知るために設けている。方向性
結合器Ｂ（７）は、主として、共振器から反射されるマ
イクロ波の周波数スペクトルをスペクトラムアナライザ
（９）でモニタし、共振器の整合をとる目的で設けてい
る。
【０００９】共振器の整合は、おおまかには、共振器入
口に設けたアイリスの幅と共振器の長さの組合わせによ
り行っている。しかし、系の共振周波数は、共振器の温
度、石英管の位置、小滴存在の有無により異なるので、
共振器から反射するマイクロ波スペクトルをスペクトラ
ムアナライザで観察・モニタしながら、共振状態微調整
用石英棒（１４）を駆動機構（１５）を用いて上下さ
せ、図３のように共振周波数が入射マイクロ波の周波数
スペクトル幅（最小値ｆmin 、最大値ｆmax ）の中に入
るように調整する。しかも、共振周波数の中心は、小滴
が系内に存在しない場合（ｆ0 ）と存在する場合
（ｆ1 ）では後者の方が約０．７ＭＨｚ低い。従って、
小滴の滴下を開始する前に系を共振状態にしウォーミン
グアッフする過程では、共振状態微調整用石英棒を操作
してｆ0 とｆ1 の両方がｆmin とｆmax の間に入るよう
な位置にｆ0 の位置を調整する必要がある。
口に設けたアイリスの幅と共振器の長さの組合わせによ
り行っている。しかし、系の共振周波数は、共振器の温
度、石英管の位置、小滴存在の有無により異なるので、
共振器から反射するマイクロ波スペクトルをスペクトラ
ムアナライザで観察・モニタしながら、共振状態微調整
用石英棒（１４）を駆動機構（１５）を用いて上下さ
せ、図３のように共振周波数が入射マイクロ波の周波数
スペクトル幅（最小値ｆmin 、最大値ｆmax ）の中に入
るように調整する。しかも、共振周波数の中心は、小滴
が系内に存在しない場合（ｆ0 ）と存在する場合
（ｆ1 ）では後者の方が約０．７ＭＨｚ低い。従って、
小滴の滴下を開始する前に系を共振状態にしウォーミン
グアッフする過程では、共振状態微調整用石英棒を操作
してｆ0 とｆ1 の両方がｆmin とｆmax の間に入るよう
な位置にｆ0 の位置を調整する必要がある。
【００１０】このような共振状態の微調整を不要とする
には、周波数スペクトル幅の広いマイクロ波を用いれば
可能である。しかし、スペクトル幅の広いマイクロ波を
適用しようとすると、加熱効率がスペクトル幅に応じて
悪くなるので、出力または周波数がさらに高いマイクロ
波電源が必要となる。本発明において、市販の電源の周
波数スペクトル幅を可変にする改造を行ったのは、それ
により加熱効率の改善を図ったものである。
には、周波数スペクトル幅の広いマイクロ波を用いれば
可能である。しかし、スペクトル幅の広いマイクロ波を
適用しようとすると、加熱効率がスペクトル幅に応じて
悪くなるので、出力または周波数がさらに高いマイクロ
波電源が必要となる。本発明において、市販の電源の周
波数スペクトル幅を可変にする改造を行ったのは、それ
により加熱効率の改善を図ったものである。
【００１１】放電検知・インタロック信号発信部は、小
滴の滴下経路が正常状態より逸脱し共振器内部の石英管
壁に小滴が付着すること等の原因で共振器内で放電が発
生した場合、共振状態からのずれによる方向性結合器Ｂ
への反射電力の増大を検知し、電源系をインタロックし
原液供給を停止する信号を発信する目的で設けている。
滴の滴下経路が正常状態より逸脱し共振器内部の石英管
壁に小滴が付着すること等の原因で共振器内で放電が発
生した場合、共振状態からのずれによる方向性結合器Ｂ
への反射電力の増大を検知し、電源系をインタロックし
原液供給を停止する信号を発信する目的で設けている。
【００１２】図２で比較するように、水平方向電界型配
置（Ｌｅｄｅｒｇｅｂｅｒ型配置）の共振器では電界強
度が、共振器の上端と下端でゼロ、中央で最大となる分
布を持つ。共振器内を落下する小滴の速度は重力により
加速され電界強度の大きい位置を通過する時間は比較的
短い。それに対して、本発明の一部を構成する共振器の
鉛直方向電界型配置では、小滴の通過する共振器中央部
ではどの位置でも電界強度は最大値を有する。従って、
落下速度の最小である共振器上端でも効率良い加熱が可
能であり、水平方向電界型配置に比べて鉛直方向長さの
短い共振器で同程度の加熱ができる。
置（Ｌｅｄｅｒｇｅｂｅｒ型配置）の共振器では電界強
度が、共振器の上端と下端でゼロ、中央で最大となる分
布を持つ。共振器内を落下する小滴の速度は重力により
加速され電界強度の大きい位置を通過する時間は比較的
短い。それに対して、本発明の一部を構成する共振器の
鉛直方向電界型配置では、小滴の通過する共振器中央部
ではどの位置でも電界強度は最大値を有する。従って、
落下速度の最小である共振器上端でも効率良い加熱が可
能であり、水平方向電界型配置に比べて鉛直方向長さの
短い共振器で同程度の加熱ができる。
【００１３】誘電加熱によりゲル化したゲル粒子は、通
常、水性の回収液の中に回収されるが、ゲル粒子は一見
固体状でも強度が極めて小さいもので、変形あるいは破
損しやすい。この変形・破損を回避するには回収液面に
突入する速度は可能な限り小さいことが望ましい。それ
ゆえ、鉛直方向長さの短かくて済む本発明の共振器の鉛
直方向電界型配置は、水平方向電界型配置に比べてゲル
粒子の変形・破損を回避しやすく、適用範囲の拡大が可
能である。
常、水性の回収液の中に回収されるが、ゲル粒子は一見
固体状でも強度が極めて小さいもので、変形あるいは破
損しやすい。この変形・破損を回避するには回収液面に
突入する速度は可能な限り小さいことが望ましい。それ
ゆえ、鉛直方向長さの短かくて済む本発明の共振器の鉛
直方向電界型配置は、水平方向電界型配置に比べてゲル
粒子の変形・破損を回避しやすく、適用範囲の拡大が可
能である。
【００１４】
【実施例】実施例について本発明を具体的に説明する。
ただし、本発明は実施例によって限定されるものではな
い。
ただし、本発明は実施例によって限定されるものではな
い。
【００１５】
【実施例１】高さ２００ｍｍ、幅６２ｍｍ、奥行２７ｍ
ｍの水平方向電界型配置の銅製空洞共振器の中央に外径
１０．５ｍｍ、内径７．５ｍｍの石英管を配置した系
に、実効電力３ｋＷ（入射・反射電力メータの指示：入
射５ｋＷ、反射２ｋＷ）のマイクロ波を入射し、系の共
振周波数が入射スペクトルの幅の中に安定した後、共振
器上端の上方３０ｍｍの位置で形成した２℃の原液小滴
（組成：硝酸アンモニウムと尿素を各１ｍｏｌ／ｌの濃
度で溶かした水溶液）を毎秒１滴の速度で外径０．７ｍ
ｍのノズルより滴下させた。共振器を通過した小滴の温
度は８２℃で、温度上昇は８０Ｋであった。
ｍの水平方向電界型配置の銅製空洞共振器の中央に外径
１０．５ｍｍ、内径７．５ｍｍの石英管を配置した系
に、実効電力３ｋＷ（入射・反射電力メータの指示：入
射５ｋＷ、反射２ｋＷ）のマイクロ波を入射し、系の共
振周波数が入射スペクトルの幅の中に安定した後、共振
器上端の上方３０ｍｍの位置で形成した２℃の原液小滴
（組成：硝酸アンモニウムと尿素を各１ｍｏｌ／ｌの濃
度で溶かした水溶液）を毎秒１滴の速度で外径０．７ｍ
ｍのノズルより滴下させた。共振器を通過した小滴の温
度は８２℃で、温度上昇は８０Ｋであった。
【００１６】
【実施例２】実施例１と同一条件で、実効電力３．２ｋ
Ｗ（入射５．０ｋＷ、反射１．８ｋＷ）のみが異なるケ
ースでは、共振器通過後の小滴の温度は８７℃で、温度
上昇は８５Ｋであった。
Ｗ（入射５．０ｋＷ、反射１．８ｋＷ）のみが異なるケ
ースでは、共振器通過後の小滴の温度は８７℃で、温度
上昇は８５Ｋであった。
【００１７】
【実施例３】実施例１と同一の共振器に、実効電力２．
７ｋＷ（入射４．６ｋＷ、反射１．９ｋＷ）のマイクロ
波を入射し、共振器上端の上方３５ｍｍの位置から２℃
のＵＯ2 粒子製造用原液（組成：Ｕ濃度＝１．５ｍｏｌ
／ｌ、硝酸イオン濃度＝２．２５ｍｏｌ／ｌ、尿素濃度
＝１．５ｍｏｌ／ｌ、ＨＭＴＡ濃度＝１．５ｍｏｌ／
ｌ）を外径０．７ｍｍのノズルから滴下し、共振器を通
過させ，共振器下端の下方５５ｍｍに水面を持つ純水中
に回収したケースでは、小滴のゲル化が起こりゲル粒子
として回収された。
７ｋＷ（入射４．６ｋＷ、反射１．９ｋＷ）のマイクロ
波を入射し、共振器上端の上方３５ｍｍの位置から２℃
のＵＯ2 粒子製造用原液（組成：Ｕ濃度＝１．５ｍｏｌ
／ｌ、硝酸イオン濃度＝２．２５ｍｏｌ／ｌ、尿素濃度
＝１．５ｍｏｌ／ｌ、ＨＭＴＡ濃度＝１．５ｍｏｌ／
ｌ）を外径０．７ｍｍのノズルから滴下し、共振器を通
過させ，共振器下端の下方５５ｍｍに水面を持つ純水中
に回収したケースでは、小滴のゲル化が起こりゲル粒子
として回収された。
【００１８】
【実施例４】高さ５５ｍｍ、幅７４ｍｍ、奥行１１０ｍ
ｍの鉛直方向電界型配置の銅製空洞共振器の中央に外径
１０．５ｍｍ、内径７．５ｍｍの石英管を配置した系
に、実効電力３ｋＷ（入射・反射メータの指示：入射４
ｋＷ、反射１ｋＷ）のマイクロ波を入射し、系の共振周
波数が入射スペクトルの幅の中に安定した後、共振器上
端の上方３０ｍｍの位置で形成した２℃の原液小滴（組
成：硝酸アンモニウムと尿素を各１ｍｏｌ／ｌの濃度で
溶かした水溶液）を毎秒１滴の速度で外径０．７ｍｍの
ノズルより滴下させた。共振器を通過した小滴の温度は
８３℃で、温度上昇は８１Ｋであった。
ｍの鉛直方向電界型配置の銅製空洞共振器の中央に外径
１０．５ｍｍ、内径７．５ｍｍの石英管を配置した系
に、実効電力３ｋＷ（入射・反射メータの指示：入射４
ｋＷ、反射１ｋＷ）のマイクロ波を入射し、系の共振周
波数が入射スペクトルの幅の中に安定した後、共振器上
端の上方３０ｍｍの位置で形成した２℃の原液小滴（組
成：硝酸アンモニウムと尿素を各１ｍｏｌ／ｌの濃度で
溶かした水溶液）を毎秒１滴の速度で外径０．７ｍｍの
ノズルより滴下させた。共振器を通過した小滴の温度は
８３℃で、温度上昇は８１Ｋであった。
【００１９】
【実施例５】実施例１の実験の最後に、ノズルを振動さ
せ小滴の落下経路をシフトさせ小滴を石英管の内壁に付
着させた場合、放電が発生し高周波電源と原液供給・小
滴形成部の電源がインタロックされた。
せ小滴の落下経路をシフトさせ小滴を石英管の内壁に付
着させた場合、放電が発生し高周波電源と原液供給・小
滴形成部の電源がインタロックされた。
【００２０】
【発明の効果】Ｌｅｄｅｒｇｅｂｅｒによりセラミック
ス燃料粒子製造のためのゲル粒子製造に初めて適用され
たマイクロ波利用の誘電加熱によるゲル化方法では、
８．２〜１２．４ＧＨｚの通信用周波数を利用せざるを
得ず、そのため高価な特別の電源を製作する必要があっ
た。しかし、本発明の結果、一般工業用の２．４５ＧＨ
ｚ高周波を用いる誘電加熱用電源に若干の改造を加える
だけで、小滴の内部ゲル化に必要な約８０Ｋの温度上昇
を可能とする方法と必要な構成の装置が実現・実証され
た。また、本発明の鉛直方向電界型配置の空洞共振器
は、ゲル粒子の変形・破損を回避する上で格段の改良を
実現させた。さらに、放電検知・インタロック信号発信
部を付加したことにより、装置の安全度が向上し、ひい
ては、本ゲル化装置の作業員の負担を大いに軽減した。
ス燃料粒子製造のためのゲル粒子製造に初めて適用され
たマイクロ波利用の誘電加熱によるゲル化方法では、
８．２〜１２．４ＧＨｚの通信用周波数を利用せざるを
得ず、そのため高価な特別の電源を製作する必要があっ
た。しかし、本発明の結果、一般工業用の２．４５ＧＨ
ｚ高周波を用いる誘電加熱用電源に若干の改造を加える
だけで、小滴の内部ゲル化に必要な約８０Ｋの温度上昇
を可能とする方法と必要な構成の装置が実現・実証され
た。また、本発明の鉛直方向電界型配置の空洞共振器
は、ゲル粒子の変形・破損を回避する上で格段の改良を
実現させた。さらに、放電検知・インタロック信号発信
部を付加したことにより、装置の安全度が向上し、ひい
ては、本ゲル化装置の作業員の負担を大いに軽減した。
【図１】本発明の方法を実施するための装置の一例を示
したものである。
したものである。
【図２】（ａ）水平方向電界型配置（Ｌｅｄｅｒｇｅｒ
ｂｅｒ型配置）と（ｂ）鉛直方向電界型配置（本発明）
の二つの空洞共振器の内部でのマイクロ波電界方向とそ
の強度を矢印の向きと大きさで模式的に示したものであ
る。
ｂｅｒ型配置）と（ｂ）鉛直方向電界型配置（本発明）
の二つの空洞共振器の内部でのマイクロ波電界方向とそ
の強度を矢印の向きと大きさで模式的に示したものであ
る。
【図３】共振器の共振周波数が小滴の有無によりシフト
する様子を、（ａ）共振器に入射されるマイクロ波の周
波数スペクトル、（ｂ）小滴のない場合の共振によるマ
イクロ波吸収により共振器から反射されるマイクロ波の
周波数スペクトル、および（ｃ）小滴のある場合の共振
によるマイクロ波吸収により共振器から反射されるマイ
クロ波の周波数スペクトルを比較して模式的に示したも
のである。
する様子を、（ａ）共振器に入射されるマイクロ波の周
波数スペクトル、（ｂ）小滴のない場合の共振によるマ
イクロ波吸収により共振器から反射されるマイクロ波の
周波数スペクトル、および（ｃ）小滴のある場合の共振
によるマイクロ波吸収により共振器から反射されるマイ
クロ波の周波数スペクトルを比較して模式的に示したも
のである。
１ ───マグネトロン発振器
２ ───サーキュレータＡ
３ ───方向性結合器Ａ
４ ───入射・反射電力メータ
５ ───スタブチューナ
６ ───サーキュレータＢ
７ ───方向性結合器Ｂ
８ ───空洞共振器
９ ───スペクトラムアナライザ
１０───放電検知・インタロック信号発信部
１１───ゲル化用原液供給・小滴形成部
１２───ゲル粒子受器
１３───導波管
１４───石英棒
１５───石英棒駆動機構
１６───石英管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−240606（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−50119（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01J 19/12
C01G 56/00
C04B 35/51
G21C 3/62
Claims (7)
- 【請求項１】 セラミックス粒子をゲル粒子経由で製造
する場合に、ゲル粒子製造用原液の小滴を落下させると
共に落下中の小滴を誘電加熱してゲル化する方法におい
て、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源を用いて、小滴が
空洞共振器内のマイクロ波電界中を落下している間に小
滴の内部ゲル化に必要な温度上昇を小滴に与え、且つ石
英棒を空洞共振器内に出入させることにより共振器の共
振状態の微調整を行うことからなるゲル粒子製造方法。 - 【請求項２】 該空洞共振器に共振状態微調整機構を付
加した請求項１のゲル粒子製造方法。 - 【請求項３】 該共振状態微調整機構が石英棒をマイク
ロメータ式駆動機構により該空洞共振器内に出入させる
請求項２のゲル粒子製造方法。 - 【請求項４】 該セラミックス粒子がウラン、トリウ
ム、超ウラン元素の群から成る選ばれた１種またはそれ
以上の核燃料物質を含む原子炉用セラミックス燃料粒子
である請求項１のゲル粒子製造方法。 - 【請求項５】 該温度上昇が８０Ｋ以上である請求項１
のゲル粒子製造方法。 - 【請求項６】 該空洞共振器の内部のマイクロ波電界の
方向が鉛直方向である請求項１のゲル粒子製造方法。 - 【請求項７】 管内を小滴が落下する石英管を空洞共振
器の中央に鉛直方向に設け、共振状態微調整用石英棒を
共振器内部に石英管に沿って鉛直方向に挿入して設け、
この石英棒を上下に駆動させる機構を共振器外に設け、
共振器の上部にゲル粒子製造用原液供給・小滴形成部を
設け、共振器の下部に生成したゲル粒子の受器を設け、
石英棒を上下に駆動させる機構によって石英棒を駆動さ
せることにより共振器の共振周波数が入射マイクロ波の
周波数スペクトル幅の中に入るように調整しながら、小
滴が共振器の内部に発生させたマイクロ波電界中を落下
している間に誘電加熱されるゲル粒子製造装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07578994A JP3462562B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | ゲル粒子製造方法及び装置 |
| US08/421,872 US5581589A (en) | 1994-04-14 | 1995-04-14 | Method and apparatus for producing gel particles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07578994A JP3462562B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | ゲル粒子製造方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07275692A JPH07275692A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3462562B2 true JP3462562B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=13586343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07578994A Expired - Fee Related JP3462562B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | ゲル粒子製造方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5581589A (ja) |
| JP (1) | JP3462562B2 (ja) |
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| CN108083815B (zh) * | 2017-12-15 | 2018-12-18 | 安徽伟迈信息技术有限公司 | 一种纳米陶瓷粉的制备装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119488A (en) * | 1975-04-10 | 1978-10-10 | S.A.E.S. Getters S.P.A. | Nuclear reactor fuel element employing Zr2 Ni as a getter metal |
| IT1037196B (it) * | 1975-04-10 | 1979-11-10 | Getters Spa | Elemento di combustibile per reattore nucleare impiegante zr2ni come metallo getterante |
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| DE3035845C2 (de) * | 1980-09-23 | 1986-05-22 | Gesellschaft zur Förderung der industrieorientierten Forschung an den Schweizerischen Hochschulen und weiteren Institutionen, Bern | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokugeln durch interne Gelierung von Mischfeed-Tropfen |
| US4687560A (en) * | 1985-08-16 | 1987-08-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of synthesizing a plurality of reactants and producing thin films of electro-optically active transition metal oxides |
| CA1308845C (en) * | 1986-01-13 | 1992-10-13 | Roger W. Lange | Pavement markings containing transparent non-vitreous ceramic microspheres |
| US5077241A (en) * | 1988-11-17 | 1991-12-31 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Sol gel-derived ceramic bubbles |
| US5098178A (en) * | 1989-05-30 | 1992-03-24 | Ugur Ortabasi | Superconducting matrix |
| DE4034786A1 (de) * | 1990-11-02 | 1992-05-07 | Merck Patent Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von pulverfoermigen metalloxiden fuer keramische massen |
| US5236651A (en) * | 1991-12-02 | 1993-08-17 | Akzo N.V. | Extrusion, collection, and drying of ceramic precursor gel to form dried gel particles |
| US5387480A (en) * | 1993-03-08 | 1995-02-07 | Dow Corning Corporation | High dielectric constant coatings |
| US5364522A (en) * | 1993-03-22 | 1994-11-15 | Liang Wang | Boride, carbide, nitride, oxynitride, and silicide infiltrated electrochemical ceramic films and coatings and the method of forming such |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP07578994A patent/JP3462562B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-14 US US08/421,872 patent/US5581589A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07275692A (ja) | 1995-10-24 |
| US5581589A (en) | 1996-12-03 |
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