JPH02129586A - 燃料ペレット製造方法 - Google Patents

燃料ペレット製造方法

Info

Publication number
JPH02129586A
JPH02129586A JP63282461A JP28246188A JPH02129586A JP H02129586 A JPH02129586 A JP H02129586A JP 63282461 A JP63282461 A JP 63282461A JP 28246188 A JP28246188 A JP 28246188A JP H02129586 A JPH02129586 A JP H02129586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
wet
ratio
produced
reconversion
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.)
Granted
Application number
JP63282461A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0636054B2 (ja
Inventor
Tamotsu Ozawa
尾沢 保
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.)
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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 Toshiba Corp, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63282461A priority Critical patent/JPH0636054B2/ja
Publication of JPH02129586A publication Critical patent/JPH02129586A/ja
Publication of JPH0636054B2 publication Critical patent/JPH0636054B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Inert Electrodes (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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は原子炉に用いらJyる燃料ペレットの製造方法
に関する。
(従来の技術) 軽水型原子炉の燃料集合体は、第2図の断面図に示すよ
うに、複数本の燃料棒1を格子状に配列し、軸方向に複
数個設けられたスペーサ2と、上部タイプレート3及び
下部タイプレート4で支持した構造をしている。
この燃料棒1は第3図の断面図に示すように、被覆管5
にペレット6を軸方向に複数個充填し。
ブレナムスプリング7でこれらを保持し1両端を上部端
栓8、及び下部端栓9で密封している。このペレット6
は、通常数%に濃縮された二酸化ウランあるいは一酸化
ウランとガドリニア等の可燃性毒物の混合粉末を焼結し
たものが用いられている。最近の炉心設計では、反応度
損失を抑制し、燃料経済性の向上を図ることを目的とし
て燃料棒相方向の上部及び下部には、天然ウランあるい
はそれよりも濃縮度の低い減損ウランによるペレット1
0を装荷することが考えられている。
第4図にUFriガスからUO,粉末製造までの再転換
プロセスを示す。
前記燃料棒に使用される濃縮ウランのUOよ粉末の再転
換プロセスは、以下に示す3種類に大別できる。
このプロセスの名称は再転換プロセスの中間物質の名称
を取っている。
・乾式IDRプロセス(14) I ntegrated Dry Routeプロセス
・湿式ΛDUプロセス(15) (NH4)、U、07: Ammonium Di U
ranate・湿式4U自プロセス(16) (NIL)*UOz(COl)1: A+uonium
  Uranyl  CabanateK式IDRブu
セX(14)(1)UOA粉末製造は、UF、。
をUFb気化しく17)、気化したUF、ガスを蒸気で
反応させて(I8)、UO,F、を生成しくI9)、さ
らに水素で還元処理を実施するとUO,粉末(20)が
製造できろ。
湿式ΛDUプロセス(15)のUO2粉末製造は、UF
、をUF、気化しく21)、気化したUFGガスを加水
分解しく22)、さらに硝酸を加えて硝酸ウラニル(2
3)を生成し、これにアンモニアを加えて沈澱させろと
A D U (24)が生成される。このΛDUを濾過
しく25)、仮焼を行ないU30.(26)を水素で還
元するとUO2粉末(27)が製造できる。
湿式A U Gプロセス(16)のUO□粉末製造は、
UF、、を気化しく28)、UFl、気化ガスをアンモ
ニアとJ:AFaガスで加水分解及び沈澱させるとΛU
C(29)が生成される。このΛUCを濾過しく30)
、仮焼をするとUO:lガスが生成され(31)、 こ
れを水素で還元するとUO,粉末(32)が¥15造で
きる。
一方、天然ウランのUO,粉末の製造方法は、第5図に
示すような方法である。ウラン精鉱(粗U、O,) (
40)をTl’3P溶媒抽出工程(41)においてウラ
ン精鉱中の不純物を除去し硝酸ウラニル(42)を生成
し、これを蒸発脱聞しく43)、UOl(44)を生成
する。これをllN0.、反応させると(45)、ΛD
U(46)が生成され、このΛDUを乾燥・還元させろ
と(47)、UO1O1粉末8)が製造できる。
このようにUF、を介さず、U O,(44)から直接
製造されたUO□はダイレクトコンバージョンUO,(
以下、D、C,UO2と略する)と呼ばれる。このり、
C,UO2は次のような物性を有する。すなわち、O/
U比は約2.2.比表面積は5.5イ/g、−次粒子径
は0.1趨程度であり、UF、がら得られたUO,に比
べ、特にO/lJ比、比表面積は大きく、−次粒子径は
小さく、焼結の際に成形)E力の値によってはそれに依
存性がなく、非常に高い活性度を有している。
このD 、 C、U O,粉末を用いて、1ton/c
+J以七の成形圧力、1700〜1790℃の焼結温度
、還元雰囲気において4時間の焼結時間の圧粉焼結条件
でペレットの成形加工を行なう。この際、燃料特性十ペ
レット焼結密度を95〜97%TI)(TD:理論密度
)の範囲内においてコントロールしたい場合には、 D
、C,DO7粉末にボアホーマ材であるクエン酸または
シュウ酸などを添加してコントロールする。
以ヒの乾式IDR/湿式ΛDU/湿式ΛUCプロセス濃
縮UO,粉末及び天然り、C,プロセスUOl粉末のペ
レット焼結性を第6図に示す。
この実際のペレット焼結性データからオ〕かる様に、湿
式ΛDU/湿式ΛUCプロセスUO,粉末は非活性粉末
であるのに対して、乾式IDR/天然ウランD、C,U
O,粉末は窩活性粉末であることがオ〕かる。
すなわり、成形圧力1 ton / o! 、焼結温度
1700〜1790℃においてペレットを製造した場合
には、第6図に示す様に同一成形条件においてもペレッ
ト焼結密度が高活性粉末と非活性粉末とで約3〜4%相
当の差が生じる。
(発明が解決しようとする課題) 湿式ΛDUプロセス/湿式AUCプUセスから製造され
たUO□粉末を約1790〜1700℃で4時間焼結す
るとUO,粉末は成形lf力すなオ〕も成形密度に大き
く依存する性質がある。たとえば、成形圧力1ion/
c+J程度において、焼結密度は94%TDである。通
常、軽水型原子炉用燃料集合体に使用されるUO2ペレ
ットの焼結密度は95%〜97%TDが燃料特性上最適
とされている。焼結密度を高めるには成形圧力を高める
必要があり、例えば。
約96%TD以l−,のペレット焼結密度を得るために
は、6ton/cd以りの成形圧力を必要とする。 し
たがって、ペレット製造上において、ペレット外観健全
性及び製造上に不具合が生ずることがある。
さらに将来の品燃焼度化ペレットの約96%TD以上の
ペレット焼結密度を得るためには、成形圧力を高めろ以
外にUOA粉末に密度上昇剤を添加する方法があるが、
新たな粉末処理を実施しなくてはならないこと、また密
度上昇剤が焼結ペレット特性におよぼす影響が十分考え
られるなど、種々問題点がある。
本発明の目的は、非活性粉末である湿式ΛDUプロセス
/i!ii1式ΛUCプロセスUO,粉末に、高活性粉
末である乾式IDRUO,粉末又は天然ウランD、C,
UO2粉末を混合し、ペレットの成形性と焼結性の効果
を品めることのできろペレット製造方法を得ることにあ
る。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記目的を解決するために1本発明においては、各プロ
セスのUO,粉末を混合した粉末を用いて燃料ペレット
を成型加工する。各プロセスの組合せモードは第1表の
通りである。
第  1  表 (作用) モード1は濃縮UO7粉末間の混合であるのに対し、モ
ード2は濃縮ウランと天然ウランの混合であるので濃縮
度調整が必要となるが、両モード共に非活性・高活性の
UO,粉末の混合割合に応じて焼結ペレットの焼結密度
を非活性UO2粉末の焼結密度により、密度上昇が可能
となる。
したがって、ペレットの成型性と焼結性の効果を高める
ことが可能となる。
(実施例) 非活性UO2粉末である湿式ΛUC、UO,粉末の粉末
特性○/U比〜2.0、−次粒子径30〜4oIU、比
表面積3〜6 rrr/gの粉末又は湿式ΛDU、UO
粉末の粉末特性0/U比〜2.o、−次粒子径0.2〜
0.3μm、比表面積2〜4【d/との粉末に対して、
高活性UOA粉末である乾式IDR,UO2粉末の粉末
特性0/U比〜2.0、−次粒子径0.1−0.7aa
+、比表面積2〜4m′/にの粉末を同比率で混合する
湿式へ〇C,UO,粉末の粉末流動性は、乾式IDR,
U○、粉末より良い為、粉末混合H,vには均一に混合
されているが、ペレットプレス時のダイスへの粉末投入
においては粉末流動性の良い粉末が先に充填されろこと
により、成形・焼結性上の問題が発生する。この為、粉
末間において流動性が異なる場合には、粉末混合時にバ
インダー材を混合して粉末混合を実施する。粉末の非活
性度が低下している場合には、高活性Uo2粉末の混合
割合を多くして焼結密度をコントロールする。
また、非活性UO,粉末である湿式AUC,UO2粉末
/湿式ΛDU、UO,粉末に対して高活性U02粉末で
ある天然り、C,UO7粉末(粉末特性0/U比約2.
2、比表面積5.5rn’/g、−次粒子径0.1.)
を混合する。この場合の混合比率は同FA度の混合比率
において、ペレット焼結密度96%TD以上の焼結密度
が得られることになる。
第1図に高活性度粉末と非活性度粉末を同程度粉末混合
した場合のペレット焼結性を示す。この場合におけるペ
レット焼結条件はU○2粉末を約1790℃〜1700
℃で約4時間焼結すると、混合粉末における焼結ペレッ
トが成形ノ〕三カ1ton/a!以上で得られることに
なり、特に成形へで力の制限はなし)。
この実施例によれば、高活性UO,粉末(乾式IDR,
UO,粉末又は天然り、C,UOオ粉末)■に対して非
活性UO7粉末(湿式ΔDtJ、UO2粉末又は湿式Λ
UC、UO2粉末)■の粉末混合し、1ton/ffl
以トの成形hE力、  1700−1790℃の焼結温
度、還元雰囲気中4時間の焼結時間の条件で成形圧力の
制約がなくペレット焼結密度96%TD以上のペレット
製造ができる。
すなわち、非活性粉末の焼結性を密度上昇剤の添加もし
くは粉末処理(粉砕、ボールミル等)を実施することな
く、高活性粉末を混合することにより、成形圧力1to
n/−以上において制限なく、ペレット焼結密度96%
TDを得ることができろ。
したがって、非活性粉末の高密度化ペレット製造におい
ては、定められた範囲内の粉末特性を有する高活性粉末
を同比率で添加することにより高密度化ペレット製造が
できる。
[発明の効果〕 本発明によれば、非活性粉末と高活性粉末を混合した粉
末を用いて燃料ペレットを成型加工するので、ペレット
の成型性と焼結性を向トさせることができろ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る燃料ペレット製造方法の一実施例
の高活性度粉末と非活性度粉末を同程度混合した場合の
ペレット焼結性を示すグラフ、第2図は従来の燃料床合
体の断面図、第3図は従来の燃料棒の断面図、第4図は
湿式ΛDUプロセス。 湿式ΛUCプロセス、及び乾式IDRプロセスのUF&
ガスからUO,粉末までの再転換プロセスを表わす流れ
図、第5図は天然ウランのUO2粉末の製造方法を表オ
〕す流れ図、第6図は乾式IDR/湿式ΛDU/湿式八
〇Cへロセス濃縮UO,粉末及び天然り、C,プロセス
UO1粉末のペレット焼結性を示すグラフである。 20・・・乾式TDR,UO,粉末 27・・湿式ΛDU、UO,粉末 32・・・湿式ΛUC,UO7粉末 48・・天然ウランD、C,UO,粉末代理人 弁理士
 則 近 憲 佑 混 ノ交ジ形イ2卜in C)/1c) t、0 6+5 同 第子丸 健 第 図 還常アロセ又 1UOz (N(b)z]〜42 [Aou : tウラン数受アソモ、ン1〜46第 図 乾&’ rDR(J(h l&未 −X−−−−X−天E’ D、C,uCrz 粉末1式
’ ALICUO2#t ;又式AOUUO2届太 第 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)湿式再転換ΛUCプロセスで製造されたUO_2
    粉末と湿式再転換ΛDUプロセスで製造されたUO_2
    粉末から選ばれる少なくとも一方のUO_2粉末と、乾
    式再転換IDRプロセスで製造されたUO_2粉末とを
    混合した粉末を用いて燃料ペレットを成型加工すること
    を特徴とする燃料ペレットの製造方法。
  2. (2)湿式再転換ΛUCプロセスで製造されたUO_2
    粉末と湿式再転換ΛDUプロセスで製造されたUO_2
    粉末から選ばれる少なくとも一方のUO_2粉末と、乾
    式再転換IDRプロセスで製造されたUO_2粉末とを
    1対1の比率で混合した粉末を用いて燃料ペレットを成
    型加工することを特徴とする請求項1記載の燃料ペレッ
    トの製造方法。
  3. (3)湿式再転換ΛUCプロセスで製造されたUO_2
    粉末と湿式再転換ΛDUプロセスで製造されたUO_2
    粉末から選ばれる少なくとも一方のUO_2粉末と、天
    然ウランダイレクトコンバージョンUO_2粉末とを混
    合した粉末を用いて燃料ペレットを成型加工することを
    特徴とする燃料ペレットの製造方法。
  4. (4)湿式再転換ΛUCプロセスで製造されたUO_2
    粉末と湿式再転換ΛDUプロセスで製造されたUO_2
    粉末から選ばれる少なくとも一方のUO_2粉末と、天
    然ウランダイレクトコンバージョンUO_2粉末とを1
    対1の比率で混合した粉末を用いて燃料ペレットを成型
    加工することを特徴とする請求項3記載の燃料ペレット
    の製造方法。
JP63282461A 1988-11-10 1988-11-10 燃料ペレット製造方法 Expired - Lifetime JPH0636054B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63282461A JPH0636054B2 (ja) 1988-11-10 1988-11-10 燃料ペレット製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63282461A JPH0636054B2 (ja) 1988-11-10 1988-11-10 燃料ペレット製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02129586A true JPH02129586A (ja) 1990-05-17
JPH0636054B2 JPH0636054B2 (ja) 1994-05-11

Family

ID=17652725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63282461A Expired - Lifetime JPH0636054B2 (ja) 1988-11-10 1988-11-10 燃料ペレット製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0636054B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8379187B2 (en) 2007-10-24 2013-02-19 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0636054A (ja) * 1992-07-20 1994-02-10 Mitsubishi Electric Corp ワンチップマイクロコンピュータ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0636054A (ja) * 1992-07-20 1994-02-10 Mitsubishi Electric Corp ワンチップマイクロコンピュータ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0636054B2 (ja) 1994-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ekberg et al. Nitride fuel for Gen IV nuclear power systems
JP3106113B2 (ja) 酸化物核燃料のペレットスクラップのリサイクル方法
US4231976A (en) Process for the production of ceramic plutonium-uranium nuclear fuel in the form of sintered pellets
CN1133176C (zh) 用U3O8粉末制备Gd2O3UO2可燃毒物燃料芯块的方法
US4671904A (en) Method for producing oxidic sintered nuclear fuel bodies
CN111655623B (zh) 使用特定有机配体混合物制备基于包括铀和钚的氧化物的粉末的方法以及使用该粉末制造基于铀和钚的燃料
JPH02129586A (ja) 燃料ペレット製造方法
JPH0954187A (ja) ウラン酸化物粒子を原料とする核燃料ペレットの製造方法
US3761546A (en) Method of making uranium dioxide bodies
JPS5948686A (ja) 低密度酸化物燃料ペレツトの製造方法
US4885147A (en) Process for preparing a large-grained UO2 fuel
KR100969644B1 (ko) 고연소도 사용후핵연료를 이용한 핵연료 소결체 제조방법
JP2907694B2 (ja) 核燃料ペレットの製造方法
JP3051388B1 (ja) 核燃料焼結体の製造方法
JPS63279195A (ja) 燃料ペレットの製造方法
US3037839A (en) Preparation of uo for nuclear reactor fuel pellets
US3254030A (en) Plutonium enriched uranium fuel for nuclear reactors
KR100266480B1 (ko) 이산화우라늄핵연료소결체제조방법
JPH0731265B2 (ja) 核燃料ペレットの製造法
US3168371A (en) Process for producing high density urania fuel elements
JP2981580B2 (ja) 核燃料体の製造方法
JPS6228437B2 (ja)
US3386811A (en) Preparation of an actinide metal monocarbide from an oxide thereof
US3657137A (en) Nuclear fuel comprising uranium dioxide in a porous ceramic oxide matrix
KR100569589B1 (ko) 핵연료 소결체의 제조방법