JPH01286961A - 耐水腐食性の酸化物セラミック体 - Google Patents

耐水腐食性の酸化物セラミック体

Info

Publication number
JPH01286961A
JPH01286961A JP1024072A JP2407289A JPH01286961A JP H01286961 A JPH01286961 A JP H01286961A JP 1024072 A JP1024072 A JP 1024072A JP 2407289 A JP2407289 A JP 2407289A JP H01286961 A JPH01286961 A JP H01286961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
weight
rare earth
earth element
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1024072A
Other languages
English (en)
Inventor
Diemen Paul Van
ポール・バン・ディエメン
Uirubaa Rei Kenesu
ケネス・ウィルバー・レイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPH01286961A publication Critical patent/JPH01286961A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/24—Selection of substances for use as neutron-absorbing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はランタニド希土類元素酸化物から成る多結晶質
焼結体の製造に関する。該焼結体は耐水腐食性とするこ
とができる中性子吸収性の材料であって、水冷却式原子
炉用の制御棒用材料として特に有用な材料である。
原子炉においては、核分裂性の材料又は核燃料を容器内
に封入して燃料要素を形成する。冷却剤流通チャネル又
は領域中において相互に固定した距離に格子により該燃
料要素を一体に組立てて燃料集合体を形成し、さらに十
分な燃料集合体を結合して核分裂連鎖反応を行う集合体
又は炉心を形成し、よって単独に核分裂を行うことので
きる原子炉を形成する。炉心は原子炉容器内に封入し、
該容器内には冷却剤を通過させる。
核燃料原子炉においては制御棒を必要に応じて炉心の冷
却剤に対して入れること及び出すことにより発電レベル
を調整する。一般に、制御棒は保護金属クラツディング
（ｃｌａｄｄｉｎｇ）中に封入した制御棒用材料から成
る。有効であるためには、制御棒用材料は中性子吸収性
でなければならない。
運転条件下では、金属クラツディングは実質的に安定な
材料であり制御棒用材料と冷却剤との接触を防ぐように
機能する。
現在では、原子炉の制御棒用材料として炭化ホウ素が用
いられている。これには中性子捕獲中にイータ・アルフ
ァ反応によってヘリウムが形成されるという欠点がある
。ＢＩＧは単一中性子相互作用を行い、この同位体を吸
収体としては無効としてしまう。これは長寿命制御棒集
合体用としての炭化ホウ素の青用性を限定する。
長寿命制御要素用の炭化ホウ素の代替として、数種のラ
ンタニド酸化物（特にＥｕ、　Ｅｒ、　Ｓｍ、　Ｇｄ。
及びＤｙの酸化物）に興味が持たれている。これらの高
分子量の元素はいずれも中性子捕獲中にヘリウムを形成
することはない。これらのランタニド酸化物はすべて多
数の安定した同位体があり、それらの同位体はイータ・
ガンマ捕獲反応後に別の有効な中性子吸収体に変化する
、これによって長寿命制御棒集合体はより長期に供用で
きる。しかし、これらの酸化物の一つのあり得る欠点は
水と反応して水酸化物を形成する可能性である。制御棒
の保護クラツディングが機能しなくなったならば、該酸
化物が該制御棒から浸出されるかあるいは水酸化物の生
成による膨潤のために制御棒が変形するかするだろう。
より耐水腐食性のあるランタニド酸化物の組成物が得ら
れるのが望ましい。
本発明においては、ハフニウム、ジルコニウム及びチタ
ンから成る第４Ａ族金属酸化物をランタニド酸化物に添
加することによりその耐水腐食性が顕著に向上する。新
しい組成物は現用の炭化ホウ素制御棒用材料に対する有
力な長寿命代替材料である。
簡単に述べるなら、本製造方法はハフニウム酸化物（Ｉ
Ｉｆ’０２　）のごとき第４Ａ族金属の酸化物と、酸化
ジスプロシウム（Ｄｙ２０３）、酸化エルビウム（Ｅｒ
＝　Ｏｓ）　、酸化ユウロピウム（ＥＩＪ２０ｇ）　、
酸化ガドリウム（Ｇｄ２０３）　、酸化サマリウム（Ｓ
ｍｚ　０３）及びそれらの組合せから成る群から選択し
たランタニド希土類元素の酸化物との粉末状の混合物で
あって該酸化ハフニウムの含有量が該混合物の約１０重
量％〜約２５重量％の範囲である混合物を作成する工程
、該混合物を圧縮成形体に成形する工程及び該圧縮成形
体を約１５００℃〜約２０００℃の温度で焼結して外側
表面に有意な開気孔のない気孔率が約１０体積％未満で
ある焼結体を製造する工程から成る。
Ｘ線回折分析によれば、本発明の焼結体は希土類の立方
晶構造を持つ結晶粒から成る多結晶質材料である。
本発明の製造方法の好ましい態様を実施するにおいて、
水腐食安定剤である第４Ａ族金属酸化物とランタニド酸
化物との混合物を作成する。該耐水腐食性金属酸化物は
該混合物の約１０重量％〜約２５重量％、好ましくは約
１０重量％を越え約２０重量％未満の範囲とすることが
でき、最も好ましくは約１２ｆ１％である。該耐水腐食
性金属酸化物の量が約１０ｆｆｉ量％未満においては、
水冷却式原子炉の制御棒用材料として有用とするに十分
な耐水腐食性のあるセラミックを製造することができな
いこともある。該耐水腐食性金属酸化物の量が約２５重
量％を越える場合においては、希土類元素の立方晶構造
を保有する結晶粒から成る本発明のセラミック体は製造
できないだろう。酸化ハフニウム及び上記のランタニド
酸化物は中性子吸収性材料として当業界では知られてい
る。しかし、本発明のランタニド酸化物の中性子吸収性
はより好ましいとされる酸化ノ１フニウムの腐食安定化
物の中性子吸収性よりかなりに又は実質的に大きい。材
料の中性子吸収性が大きいほど制御棒用材料としてより
有効である。本発明の焼結体において酸化ハフニウムの
量が増加するにともないその中性子吸収性は低下する。
酸化ハフニウムを約２５重量％を著しく越えて含有する
焼結体は著しく又は実質的に低い中性子吸収性を保育す
る。
本発明の一つの好ましい実施の態様はモル重量％で約１
５〜２０％の量の酸化ユウロピウム、約５０〜７５％の
量の酸化ジスプロシウム及び約１０〜２５％の量の酸化
ハフニウムの組合せによる混合物から成る。
本発明の製造方法で用いるランタニド酸化物及び第４Ａ
族金属酸化物は焼結することができる粉末である。一般
に、それらは約２〜約１２ｒｄ／ｇの範囲の比表面積、
好ましくは約４〜８　ｎｆ　／　ｇの比表面積を保存す
る。かかる粉末を用いることにより本発明の焼結温度で
合理的な長さの時間内に焼結を実施することができる。
酸化ハフニウム及びランタニド酸化物から成る腐食安定
性のある金属酸化物を幾つかの従来技術の方法たとえば
ボールミルの技術により混合して少くとも有意な程度に
又は実質的に均一な混合物とすることができる。該混合
物が均一であるほど生成される焼結体の顕微鏡組織はよ
り均一となり、従ってその特性もより均一となる。
幾つかの現行の方法を用いて該混合物を成形又は圧縮成
形して圧縮成形体とすることができる。
たとえば、押出成形、射出成形。型圧縮成形又は静水圧
圧縮成形によって希望する形状の圧縮成形体を作成する
ことができる。該混合物の成形を助けるために用いるい
かなる潤滑剤、結合剤又は類する材料も圧縮成形体又は
生成する焼結体に対して有意な程度の有害な影響を与え
ないだろう。かかる成形助剤は比較的低い温度望ましく
は５００℃未満の温度で加熱により蒸発して残渣を残さ
ない又は有意な残渣を残さない種類のものであることが
好ましい。好ましくは、圧縮成形体は約６０％未満の気
孔率さらに好ましくは約５０％未満の気孔率を保有して
おり焼結中に緻密化を進行する。
該圧縮成形体はいかなる希望する形状たとえば球、円筒
又は板のごとき形状としてもよい。好ましくは、それは
焼結体において希望する形状である。
本発明の焼結体を製造するだろう条件下で該圧縮成形体
を焼結する。該圧縮成形体は様々な雰囲気中で安定であ
るが、実際には利用できるそれぞれの炉により決まる雰
囲気中で焼結する。代表的な有用な雰囲気には水素、空
気、及び希ガスたとえばアルゴン及びヘリウムがある。
好ましくは、雰囲気圧は大気圧又はほぼ大気圧である。
真空中で焼結を実行することができる。雰囲気又は真空
は圧縮成形体又は焼結体に意味のある有害な影響を持た
ないだろう。
焼結温度への加熱速度は焼結に先だって副産するガスを
除去する速さにより制限され、しかも−般にこれは炉内
ガス流通速度及び炉内均一性とともに炉内材料の量に依
る。−船釣に、副産するガスを炉から除去してしまうま
では約り０℃／時間〜約３００℃／時間の加熱速度を用
い、これは標準的な方法で経験的に決定してよい。希望
するなら、該加熱速度を約３００〜ｂ 加することができ、さらに最高８００℃／時間にまで上
げることができるが、しかし成形体に割れが発生するほ
どに速くするべきではない。
該圧縮成形体は酸化ハフニウム又はその他の第４Ａ族金
属酸化物及びランタニド酸化物が固体で存在する温度で
焼結する。一般に、焼結温度は約１５００〜約２０００
℃の範囲であるが、多くは約１７００〜約１９００℃の
範囲である。
該圧縮成形体を必要な時間焼結温度に保持して本発明の
焼結体を生成する。焼結温度での保持時間は経験的に決
めることができるが、−船釣に温度が低いほど必要な時
間は長い。
焼結体が約１０％未満の気孔率となりしかも実質的にす
べての外側表面の気孔が閉じるまでは少くとも焼結を行
う。具体的には、該焼結体は有意な開気孔のない外側表
面を保有しなければならない。幾つかの現行の方法を用
いて表面のそのような閉気孔を測定することができる。
たとえば、水銀圧入多孔度計により測定できる。一般に
、焼結体が約７体積％以下又は約１０体積％以下の範囲
にある気孔率を保存するとき、該焼結体のすべての又は
実質的にすべての気孔が閉じているすなわち相互に連通
していない。
焼結が完了して後、焼結体を冷却して本発明の焼結体を
製造するが、通常は大気温度又はほぼ室温にまで冷却す
る。その温度は一般に約２０〜約３０℃の範囲である。
焼結製品又は焼結体の冷却速度は重大ではないが、該焼
結体に割れが発生するほど速くするべきではない。具体
的には、その冷却速度は市販の焼結用炉で普通に採用さ
れる冷却速度と同じとすることができる。これらの冷却
速度は約１００〜約８００℃／時間の範囲であろう。焼
結製品又は焼結体は焼結に用いたものと同じ雰囲気又は
異なる雰囲気いずれで冷却してもよく、それは該製品又
は焼結体に対して意味のある有害な影響はないものであ
る。
一般に、本発明の製造方法において第４Ａ族金属酸化物
又はランタニド酸化物の損失又は、有意な量の損失はな
い。
本発明の焼結体は好ましくは酸化ハフニウムと現行のラ
ンタニド酸化物とから成る。酸化ハフニウムは該焼結体
の約１０重量％〜約２５重量％、好ましくは約１０重量
％を越え約２０重量％未満、さらに好ましくは約ｘｉｍ
ｍ％〜約１５重量％の範囲である。最も好ましくは、酸
化ハフニウムは焼結体の約１２重量％から成る。好まし
い実施の態様において、本発明の焼結体は約１２重量％
の酸化ハフニウム、約１８重量％の酸化ユウロピウム及
び７０重２％の酸化ジスプロシウムから成る。
本発明の焼結体は単一相の材料である。この相はＬｎ、
、　Ｉｆｆ’、　０３＋、７２の式で表わされる。
一般に、本発明の焼結体は約５μ〜約２５０μの、比較
的多くの場合約２５μ〜約２５０μの、更に多くの場合
は約２５μ〜約５０μの範囲の平均結晶粒径を保有する
。
本発明の焼結体は接体の約１０体積％未満、望ましくは
約６体積％未満、さらに望ましくは約５体積％未満の気
孔率を保有する。焼結体の保有する気孔が少ないほど中
性子吸収性は良好となる。
望ましくは、焼結体の気孔は該体内に意味のある程度に
又は実質的に均一に分布する。
普通は、本発明の焼結体の寸法は未焼結体の寸法と収縮
分すなわち焼結中に起こる高密度化による収縮分だけ異
なる。
耐腐食安定剤としての第４Ａ族金属酸化物を含存する本
発明の焼結体は耐水腐食性である。２８８℃の水蒸気中
で４時間経過後にも該焼結体は有意な重量損失を示さな
い、すなわちそのような条件のもとにおいて重量損失が
あるとしても該焼結体の約ｏ、ｏｉ重量％未満である。
しかし、ランタニド酸化物中性子吸収体の収容容器の完
全性が効果的設計、耐久性の材料及び欠点のない作業に
より破損に対して保証することができる場合に、金属酸
化物耐水腐食化物成分なしですませることも本発明の範
囲である。たとえば、約２５モル重量％の酸化ユウロピ
ウムに約７５モル重量％の酸化ジスプロシウムを配合し
て成るとともに高強度のこわれ難い収容容器中に封入し
密封したものが本発明の一つの実施の態様である。
一般に、制御棒を作るために複数の本発明の焼結体を金
属棒又はクラツディング内に封入する。
一般に、該金属はステンレス鋼である。
本発明を以下の実施例によりさらに説明する。
手順は特に記載のないかぎり以下の通りである。
酸化ハフニウムとランタニド希土類元素酸化物とから成
る焼結できる粉末を用いた。
該粉末を標■的な方法で撹拌することにより混合して実
質的に均一な混合物を作成した。
該混合物を鋼製型で型圧縮して約５０％の気孔率を保有
する円盤状の未焼結体に成形した。
焼結雰囲気は水素であった。
焼結雰囲気は大気圧又はほぼ大気圧であった。
タングステン製加熱要素並びにタングステン及びモリブ
デン製熱シールドを保有する耐火金属炉で焼結は実施し
た。
焼結体はほぼ室温まで炉中で冷却した。
密度は標準的な方法で焼結体の重量を測定するとともに
その寸法を計測することにより測定した。
焼結体の気孔率はその組成を基準として該焼結体の理論
密度を知り又は推定するとともに式を用いてそれと測定
密度とを比較することにより決定した。
焼結体の平均結晶粒径は標準的な方法で直線切片法によ
りＤＩ定した。さらに具体的には、焼結体の研摩しかつ
エツチングした断面の顕微鏡写真上に１本の線を引き、
鎖線の一定の長さが横切る結晶粒界の数を数えかつ該長
さの線分に分割して平均結晶粒切片長さをミクロンを単
位として求めた。
次に、その値を１．５倍して平均結晶粒径を得た。
焼結体は幾つかの標準的測定によりその特徴を明らかに
した。
［実施例１］ ８４重量％のり、０３及び１６重量％のＩＩ　ｆ’０２
から成る圧縮成形体を１９００℃で４時間焼結した。
焼結した試料の１個について測定した気孔率は約６体積
％であった。他の方法により該焼結体の外側表面は本質
的に閉気孔表面であること、すなわち有意な開気孔を該
表面が保をしていないことが判明した。
別の焼結した試料について平均結晶粒径を測定した結果
１６μであった。もう一つの該焼結試料をＸ線回折分析
したところ該試料は単一相でありしかも希土類元素の立
方晶構造を保有していることが示された。
４６体積％のｏ、ｏ３及び５４体積％（７）　ｌＩＩ’
０２　カラ成る圧縮成形体を１９００℃で４時間焼結し
た。
焼結した試料の１個について測定した気孔率は約７％で
あった。別の焼結試料について平均結晶粒径を測定した
ところ１９μであった。もう一つの焼結試料をＸ線回折
分析したところ試料は蛍石型構造を保有していることが
示された。
１００％のり、０３から成る圧縮成形体を１８００℃で
４時間焼結した。焼結した試料の一片について測定した
気孔率は約９％であった。該焼結試料の別の一片につい
てのＸ線回折分析により該焼結体は希土類元素の立方晶
構造を保有していることが示された。該焼結試料の一片
を試験した。
焼結した試料の高温かつ高圧の水との反応性をオートク
レーブを用いて測定した。制御温度の水の沸騰点圧力に
より決まる圧力により該オートクレーブの温度制御をし
た。運転開始温度に達するまでに約２時間を要した。約
１０　Ｏｒｐｍでその水のなかを回転するシャフトの軸
線から約１インチの位置に設けたモネルメタルの全網製
の保持器に該試料を保持した。
試験条件は２８８℃１時間とした。純粋な酸化ジスプロ
シウムの試料は保持器に全く残っておらず、おそらくそ
の全量が水と反応して水酸化物となってしまったのであ
ろう。他の二つの試料、すなわち８４重量％のり、０３
から成る試料及び５４重量％のｌＩｒ０ｔから成る試料
は水と反応した痕跡をほとんど示さなかった。
［実施例２］ ８４重塁％の酸化ジスプロシウム及び１６重量％の酸化
ハフニウムから成る焼結体を実施例１に述べたと実質的
に同じ方法で作成した。
焼結した試料の反応性を下記の事項以外は実施例１に述
べた方法と実質的に同じ方法でオートクレーブ中で測定
した。焼結した試料を研摩して焼結炉からの酸化タング
ステン及びモリブデンから成る不純物の表面ｍｓの大部
分を除去した。試料を計測するとともに重量測定してか
らオートクレーブ試験に供した。２８８℃で４時間の後
において試料には識別できる変化はなかった。具体的に
は、該試料は試料型Ｑ１．２７３７５ｇに対し０゜００
００３ｇという無視できる量の重量損失を示した。
［実施例３］ 一連の低温試験によってり、０３の高い腐食速度を確認
した。実施例１で作成した１枚のり、０３焼結円盤を用
いて試験を実施した。初めに試料を１００℃の沸騰水中
に、１時装置いた。測定では重量変化はなかった。３６
倍の顕微鏡による観察では試料の外観に変化はなかった
。以下に記載した事項を除いて実施例１に述べた方法と
実質的に同じ方法で同一試料をオートクレーブ中で試験
した。
オートクレーブ中に１７７℃に１時装置いた。重量変化
はまたも認められなかった。次に２２５℃で１時間該試
料をオートクレーブで処理した。該試料は完全に分解し
た。
中性子吸収材料及び／又はその集合体を制御装置内に選
択的に配置することにより、原子炉炉心の環境中で制御
装置が遭遇する不均一な中性子束密度に適合する中性子
吸収能力のパターンを提供することができる。典型的に
は沸騰水型原子炉系においては、原子炉の底から挿入し
た制御装置の上端で中性子束密度が比較的大きく、また
一般の十字型装置のごとき羽根型制御装置の外側端部で
も中性子束密度は比較的に大きい。かくして、制御装置
内に収容される中性子吸収体及び材料は該装置内全域で
その容積及び／又は組成を変化させることができるとと
もに模様化して放射状に延びる羽根の上側部分を横切る
領域及び／又はそのような羽根の最外側の縦の縁の長手
方向に沿う領域のごとき制御装置の領域における中性子
吸収能力を増加することができる。そのような配置では
高い中性子吸収能力にかかわる費用又は容積の増加を不
必要に発生させることなくしかも遭遇する中性子束パタ
ーンの環境に装置の能力を適合させることに起因して最
小必要面積においてもそのような費用又は容積にむだの
発生がない。
加圧水型原子炉システムにおいて、中性子吸収材料及び
／又はその集合体は同様に制御棒又はその他の装置内に
選択的に配置して原子炉燃料体内で遭遇される不均一な
中性子密度に適合する中性子吸収能力のパターンを提供
することができる。
本発明のランタニド希土類元素酸化物中性子吸収体は炭
化ホウ素のごときその他の中性子吸収体とともに使用す
ることができる。その場合、原子炉炉心内における制御
装置の仇役環境に該装置の中性子吸収能力を適合させる
手段として該装置内のあらかじめ設定した領域にそれぞ
れの吸収体を特徴する

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）水冷却式原子炉の制御棒用材料として有用な焼結
    体を製造する方法において、酸化ジスプロシウム、酸化
    エルビウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸
    化サマリウム及びそれらの組合せから成る群から選んだ
    ランタニド希土類元素酸化物の粒子を形成する工程、該
    粒子を圧縮成形体に成形する工程、及び該圧縮成形体を
    約１５００℃〜約２０００℃の温度で焼結することによ
    り外側表面に有意な開気孔のない気孔率が１０体積％未
    満の焼結体を製造する工程から成ることを特徴とする製
    造方法。
  2. （２）該ランタニド希土類元素酸化物粒子が酸化ハフニ
    ウムを含有するとともに該酸化ハフニウムの量が混合物
    の約１０重量％〜約２５重量％であることを特徴とする
    、請求項（１）記載の方法。
  3. （３）該焼結を水素雰囲気下で行うことを特徴とする、
    請求項（１）記載の製造方法。
  4. （４）該焼結温度が約１７００℃〜約１９００℃である
    ことを特徴とする、請求項（１）記載の製造方法。
  5. （５）酸化ジスプロシウム、酸化エルビウム、酸化ユウ
    ロピウム、酸化ガドリニウム、酸化サマリウム及びそれ
    らの組合せから成る群から選んだランタニド希土類元素
    酸化物の単一相から成るとともに、該希土類元素酸化物
    の立方晶構造の結晶粒から成り、しかも気孔率が約１０
    体積％未満であることを特徴とする、多結晶質中性子吸
    収体。
  6. （６）該希土類元素酸化物粉末が酸化ハフニウムを該結
    晶質体の約１０重量％〜約２５重量％の量だけ含有する
    ことを特徴とする、請求項（５）記載の多結晶質体。
  7. （７）約１５〜３５重量％の酸化ユウロピウムと約６５
    〜８５重量％酸化ジスプロシウムとから成るとともに、
    希土類元素酸化物の立方晶構造の結晶粒から成ることを
    特徴とする、多結晶質中性子吸収体。
  8. （８）請求項（５）記載の焼結体から成る複数の焼結体
    により構成される制御棒用中性子吸収材料を金属クラッ
    ディング内に封入して成ることを特徴とする、水冷却式
    原子炉用制御棒。
  9. （９）水冷却式原子炉の制御棒用材料として有用な焼結
    体を製造する方法において、約６５重量％〜約８５重量
    ％の酸化ジスプロシウムと約１５重量％〜約３５重量％
    の酸化ユウロピウムとから成るランタニド希土類元素酸
    化物の粉末状混合物を形成する工程、該混合物を圧縮成
    形体に成形する工程及び該成形体を約１５００℃〜約２
    ０００℃の温度で焼結することにより外側表面に有意な
    開気孔のない気孔率が約１０体積％未満の焼結体を製造
    する工程から成ることを特徴とする方法。
  10. （１０）酸化ジスプロシウムと酸化ユウロピウムとの混
    合物が該混合物の約１０重量％〜約２５重量％の量の酸
    化ハフニウムを含有することを特徴とする、請求項（９
    ）記載の製造方法。
  11. （１１）該焼結を水素雰囲気下で行うことを特徴とする
    、請求項（９）記載の製造方法。
  12. （１２）該焼結温度が約１７００℃〜約１９００℃であ
    ることを特徴とする、請求項（９）記載の製造方法。
  13. （１３）約６５重量％〜約８５重量％の酸化ジスプロシ
    ウムと約１５重量％〜約３５重量％の酸化ユウロピウム
    とから成るランタニド希土類元素酸化物の混合物から成
    るとともに、希土類元素酸化物の立方晶構造の結晶粒か
    ら成ることを特徴とする、多結晶質中性子吸収体。
  14. （１４）酸化ジスプロシウムと酸化ユウロピウムとから
    成る該混合物が酸化ハフニウムを該多結晶質体の約１０
    重量％〜約２５重量％の量だけ含有することを特徴とす
    る、請求項（１３）記載の多結晶質体。
  15. （１５）約２０重量％の酸化ユウロピウムと約８０重量
    ％の酸化ジスプロシウムとから成るとともに単一層から
    成り、しかも希土類元素酸化物の立方晶構造の結晶粒か
    ら成ることを特徴とする、多結晶質中性子吸収体。
  16. （１６）請求項（１３）記載の組成混合物から成る複数
    の焼結体で構成された制御棒用中性子吸収材料を金属ク
    ラッディング内封入して成る、水冷却式原子炉用制御棒
    。
  17. （１７）水冷却式原子炉の制御棒用材料として有用な焼
    結体を製造する方法において、酸化ハフニウム、酸化ジ
    ルコニウム及び酸化チタンから成る群から選択した少く
    とも１種類の対水安定化作用のある酸化物と酸化ジスプ
    ロシウム、酸化エルビウム、酸化ユウロピウム、酸化ガ
    ドリニウム、酸化サマリウム及びそれらの組合せから成
    る群から選択したランタニド希土類元素の酸化物とから
    成るとともに、該対水安定化用酸化物の含有量が約１０
    重量％〜約２５重量％である粉末混合物を形成する工程
    、該混合物を圧縮成形体に成形する工程及び該圧縮成形
    体を約１５００℃〜約２０００℃の温度で焼結して外側
    表面に有意な開気孔のない気孔率が約１０体積％未満で
    ある焼結体を製造する工程から成ることを特徴とする、
    製造方法。
  18. （１８）該対水安定化用酸化物の含有量が該混合物の約
    １０重量％〜約２０重量％未満であることを特徴とする
    、請求項（１７）記載の製造方法。
  19. （１９）該焼結を水素雰囲気下で行うことを特徴とする
    、請求項（１７）記載の製造方法。
  20. （２０）該焼結温度が約１７００℃〜約１９００℃であ
    ることを特徴とする、請求項（１７）記載の製造方法。
  21. （２１）酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム及び酸化チ
    タンから成る群から選択した少くとも１種類の対水安定
    化用酸化物と酸化ジスプロシウム、酸化エルビウム、酸
    化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化サマリウム及
    びそれらの組合せから成る群から選択したランタニド希
    土類元素酸化物とから成るとともに、該対水安定化用酸
    化物の含有量が約１０重量％〜約２５重量％であり、し
    かも希土類元素酸化物の立方晶構造の結晶粒を保有する
    ことを特徴とする、多結晶質中性子吸収体。
  22. （２２）該対水安定化用酸化物の含有量が約１０重量％
    〜約２０重量％未満であることを特徴とする、請求項（
    ２１）記載の多結晶質体。
  23. （２３）約１２重量％の対水安定化用酸化物、約１８重
    量％の酸化ユウロピウム及び約７０重量％の酸化ジスプ
    ロシウムから成るとともに、単一相から成り、しかも希
    土類元素酸化物の立方晶構造の結晶粒から成ることを特
    徴とする、多結晶質中性子吸収体。
  24. （２４）請求項（２１）記載の組成混合物から成る複数
    の焼結体で構成された制御棒用中性子吸収材料を金属ク
    ラッディング内に封入して成る、水冷却式原子炉用制御
    棒。
  25. （２５）水冷却式原子炉の制御棒用材料として有用な焼
    結体を製造する方法において、酸化ジスプロシウム、酸
    化エルビウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリウム、酸
    化サマリウム及びそれらの組合せから成る群から選択し
    たランタニド希土類元素酸化物と酸化ハフニウムとから
    成るとともに該酸化ハフニウムの含有量が約１０重量％
    〜約２５重量％である粉末混合物を作成する工程、該粉
    末を圧縮成形体に成形する工程及び該圧縮成形体を約１
    ５００℃〜約２０００℃の温度で焼結して外側表面に有
    意な開気孔のない気孔率が約１０体積％未満の焼結体を
    製造する工程から成ることを特徴とする製造方法。
  26. （２６）該酸化ハフニウムの含有量が該混合物の約１０
    重量％〜約２０重量％未満であることを特徴とする、請
    求項（２５）記載の製造方法。
  27. （２７）該焼結を水素雰囲気下で行うことを特徴とする
    、請求項（２５）記載の製造方法。
  28. （２８）該焼結温度が約１７００℃〜約１９００℃であ
    ることを特徴とする、請求項（２５）記載の製造方法。
  29. （２９）酸化ジスプロシウム、酸化エルビウム、酸化ユ
    ウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化サマリウム及びそ
    れらの組合せから成る群から選択したランタニド希土類
    元素酸化物と酸化ハフニウムとから成るとともに、該酸
    化ハフニウム含有量が約１０重量％〜約２５重量％であ
    る単一相で構成され、しかも希土類元素酸化物の立方晶
    構造の結晶粒を保有することを特徴とする、多結晶質中
    性子吸収体。
  30. （３０）該酸化ハフニウムの含有量が約１０重量％〜約
    ２０重量％未満であることを特徴とする、請求項（２９
    ）記載の多結晶質体。
  31. （３１）約１２重量％の酸化ハフニウム、約１８重量％
    の酸化ユウロピウム及び約７０重量％の酸化ジスプロシ
    ウムから成るとともに、希土類元素の立方晶構造の結晶
    粒を保有し、しかも約１０体積％未満の気孔率を保有す
    ることを特徴とする、多結晶質中性子吸収体。
  32. （３２）請求項（２９）記載の組成混合物から成る復数
    の焼結体で構成された制御棒用中性子吸収材料を金属ク
    ラッディング内に封入して成る、水冷却式原子炉用制御
    棒。
JP1024072A 1988-02-03 1989-02-03 耐水腐食性の酸化物セラミック体 Pending JPH01286961A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15176788A 1988-02-03 1988-02-03
US151,767 1988-02-03
US260,211 1988-10-19
US07/260,211 US4992225A (en) 1988-02-03 1988-10-19 Water corrosion-resistant ceramic oxide body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01286961A true JPH01286961A (ja) 1989-11-17

Family

ID=26848948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1024072A Pending JPH01286961A (ja) 1988-02-03 1989-02-03 耐水腐食性の酸化物セラミック体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4992225A (ja)
JP (1) JPH01286961A (ja)
FI (1) FI94002C (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002538472A (ja) * 1999-03-03 2002-11-12 コミツサリア タ レネルジー アトミーク ボロンカーバイドとハフニウムとを含有した中性子吸収材料およびその製造方法
JP2013246102A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Central Research Institute Of Electric Power Industry 熱中性子炉用制御棒
JP2018028472A (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 一般財団法人電力中央研究所 熱中性子炉制御棒用の制御材及び熱中性子炉制御棒
JP2021139915A (ja) * 2015-12-15 2021-09-16 フラマトムFramatome 原子炉用吸収棒アセンブリおよび吸収棒

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241571A (en) * 1992-06-30 1993-08-31 Combustion Engineering, Inc. Corrosion resistant zirconium alloy absorber material
US5592522A (en) * 1995-06-09 1997-01-07 General Electric Company Control rod for a nuclear reactor
JPH1048375A (ja) 1996-05-22 1998-02-20 General Electric Co <Ge> 核システム用の制御材及び原子炉用の制御棒
RO129128B1 (ro) 2010-09-03 2021-10-29 Atomic Energy Of Canada Limited Fascicul de combustibil nuclear conţinând toriu, şi reactor nuclear cuprinzând un astfel de fascicul
KR20170052701A (ko) 2010-11-15 2017-05-12 아토믹 에너지 오브 캐나다 리미티드 중성자 흡수제를 함유하는 핵연료
WO2012066368A1 (en) 2010-11-15 2012-05-24 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear bundle and nuclear reactor comprising same
RU2565712C2 (ru) * 2014-02-07 2015-10-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ получения нанокристаллических порошков гафната диспрозия и керамических материалов на их основе
CN111646794A (zh) * 2020-05-29 2020-09-11 中国核电工程有限公司 一种中子吸收体材料及其制备方法、控制棒

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58161970A (ja) * 1982-02-26 1983-09-26 ウエスチングハウス　エレクトリツク　コ−ポレ−シヨン 原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレットの製法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898309A (en) * 1973-05-11 1975-08-05 Us Energy Method of forming high density oxide pellets by hot pressing at 50{20 {14 100{20 C above the cubic to monoclinic phase transformation temperature

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58161970A (ja) * 1982-02-26 1983-09-26 ウエスチングハウス　エレクトリツク　コ−ポレ−シヨン 原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレットの製法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002538472A (ja) * 1999-03-03 2002-11-12 コミツサリア タ レネルジー アトミーク ボロンカーバイドとハフニウムとを含有した中性子吸収材料およびその製造方法
JP4833413B2 (ja) * 1999-03-03 2011-12-07 コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ ボロンカーバイドとハフニウムとを含有した中性子吸収材料およびその製造方法
JP2013246102A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Central Research Institute Of Electric Power Industry 熱中性子炉用制御棒
JP2021139915A (ja) * 2015-12-15 2021-09-16 フラマトムFramatome 原子炉用吸収棒アセンブリおよび吸収棒
JP2018028472A (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 一般財団法人電力中央研究所 熱中性子炉制御棒用の制御材及び熱中性子炉制御棒

Also Published As

Publication number Publication date
US4992225A (en) 1991-02-12
FI890475A0 (fi) 1989-02-01
FI94002B (fi) 1995-03-15
FI890475A (fi) 1989-08-04
FI94002C (fi) 1995-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0316623B1 (en) Nuclear fuel
Haglund et al. Elastic properties of polycrystalline monoclinic Gd2O3
KR20180043789A (ko) 완전 세라믹 마이크로캡슐화된 핵연료의 제조 방법
JPH01286961A (ja) 耐水腐食性の酸化物セラミック体
US4869867A (en) Nuclear fuel
SE460235B (sv) Braennbar absorbatorkropp foer anvaendning i en kaernbraenslepatron
EP0364650B1 (en) Sintered polycrystalline neutron-absorbent bodies comprising lanthanide rare-earth oxides and same water stabilized with a 4A-group metal oxide.
JPH0774833B2 (ja) 二酸化ウラン焼結体の製造方法及び核燃料体
Spink et al. The development of rare-earth pyrohafnates for power reactor control-rod materials
Ganguly et al. Sol-gel microsphere pelletisation process for fabrication of (U, Pu) O2,(U, Pu) C and (U, Pu) N fuel pellets for the prototype fast breeder reactor in India
Kutty et al. Characterization of (Th, U) O2 fuel pellets made by impregnation technique
WO2018124915A1 (ru) Таблетка ядерного топлива и способ её получения
CN114292108B (zh) 一种控制棒用碳化硼-氧化钆中子吸收体材料及其制备方法
US3442762A (en) Ceramic fuel materials
Kwast et al. In-pile tritium release from LiAlO2, Li2SiO3 and Li2O in EXOTIC experiments 1 and 2
Pasto Europium oxide as a potential LMFBR control material
KR100812952B1 (ko) 지르코니아가 첨가된 중성자 흡수 소결체 및 이의 제조방법
US3719825A (en) Method of monitoring a neutron flux with a ceramic neutron flux monitor
Burghartz et al. X-ray diffraction analysis and data interpretation of stabilized zirconia inert matrix fuel doped with plutonium
Ganguly et al. Characterization of (UCe) O2 pellets prepared by the sol-gel microsphere pelletization process
KR102256403B1 (ko) 핵연료 소결체 및 이의 제조 방법
RU2734692C1 (ru) Способ получения топливных композиций на основе диоксида урана с добавкой выгорающего поглотителя нейтронов
Pasto et al. Eu 2 O 3: properties and irradiation behavior
Blackman Lattice Defects and the Sintering of Oxides
RU2651799C1 (ru) Способ изготовления ядерного топлива