JPH0217486B2 - - Google Patents
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- JPH0217486B2 JPH0217486B2 JP16645385A JP16645385A JPH0217486B2 JP H0217486 B2 JPH0217486 B2 JP H0217486B2 JP 16645385 A JP16645385 A JP 16645385A JP 16645385 A JP16645385 A JP 16645385A JP H0217486 B2 JPH0217486 B2 JP H0217486B2
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、金属ウランを原料として、核燃料
ペレツト等に用いられる二酸化ウラン粉末を製造
する製造方法に関する。
ペレツト等に用いられる二酸化ウラン粉末を製造
する製造方法に関する。
「従来の技術とその問題点」
レーザー濃縮等により製造される低濃縮金属ウ
ランを、核燃料の原料である二酸化ウランに転換
する方法としては、従来、金属ウランを空気また
は酸素で酸化する方法、および金属ウランを水蒸
気によつて直接酸化する方法が検討されている。
ランを、核燃料の原料である二酸化ウランに転換
する方法としては、従来、金属ウランを空気また
は酸素で酸化する方法、および金属ウランを水蒸
気によつて直接酸化する方法が検討されている。
しかしながら、金属ウランを空気または酸素で
酸化する方法では、低温でこの反応を行なおうと
すると、金属ウラン表面に酸化皮膜が形成され、
この酸化皮膜によつて金属ウラン内部が保護され
るため、反応速度が小さく、工業的に実用化する
ことは困難であつた。また、この金属ウランを空
気または酸素で酸化する方法では、上記反応速度
を大きくするために反応温度を高めた場合、反応
速度は大きくなるものの、反応熱が著しく増大し
て金属ウランが熔融したりするため、反応の制御
が困難になる欠点を有していた。さらに、この金
属ウランを空気または酸素で酸化する方法では、
金属ウランがU3O8まで酸化されるため、後に水
素ガスなどによつて還元を行なう必要があり、製
造工程が多いという問題があつた。
酸化する方法では、低温でこの反応を行なおうと
すると、金属ウラン表面に酸化皮膜が形成され、
この酸化皮膜によつて金属ウラン内部が保護され
るため、反応速度が小さく、工業的に実用化する
ことは困難であつた。また、この金属ウランを空
気または酸素で酸化する方法では、上記反応速度
を大きくするために反応温度を高めた場合、反応
速度は大きくなるものの、反応熱が著しく増大し
て金属ウランが熔融したりするため、反応の制御
が困難になる欠点を有していた。さらに、この金
属ウランを空気または酸素で酸化する方法では、
金属ウランがU3O8まで酸化されるため、後に水
素ガスなどによつて還元を行なう必要があり、製
造工程が多いという問題があつた。
一方、金属ウランを水蒸気によつて直接酸化す
る方法では、350℃において最も反応速度が大き
くなるが、この温度で金属ウランと水蒸気を反応
させると、UO2と共に、空気に触れると発火する
UH3が生成するため、この製造方法は危険を伴
うという問題があつた。また、この反応の反応速
度は小さく、工業的に実用化が困難であつた。
る方法では、350℃において最も反応速度が大き
くなるが、この温度で金属ウランと水蒸気を反応
させると、UO2と共に、空気に触れると発火する
UH3が生成するため、この製造方法は危険を伴
うという問題があつた。また、この反応の反応速
度は小さく、工業的に実用化が困難であつた。
したがつて、現在のところ、金属ウランから二
酸化ウランを製造する工業的な製造方法は確立さ
れていない。
酸化ウランを製造する工業的な製造方法は確立さ
れていない。
「問題点を解決するための手段」
この発明の二酸化ウラン粉末の製造方法は、金
属ウランを180〜350℃で水素ガスによつて水素化
して水素化ウラン粉末としたのち、この水素化ウ
ラン粉末を400〜900℃で水蒸気によつて酸化し、
二酸化ウラン粉末を得ると共に、この酸化反応で
発生する水素ガスを上記水素化反応に用いること
によつて、安全にかつ効率的に二酸化ウラン粉末
を製造できるようにしたものである。
属ウランを180〜350℃で水素ガスによつて水素化
して水素化ウラン粉末としたのち、この水素化ウ
ラン粉末を400〜900℃で水蒸気によつて酸化し、
二酸化ウラン粉末を得ると共に、この酸化反応で
発生する水素ガスを上記水素化反応に用いること
によつて、安全にかつ効率的に二酸化ウラン粉末
を製造できるようにしたものである。
「実施例」
以下、この発明の二酸化ウラン粉末の製造方法
の一例を、図を参照しながら説明する。図はこの
発明の一例を実施するために用いられる製造装置
を表す概略構成図である。
の一例を、図を参照しながら説明する。図はこの
発明の一例を実施するために用いられる製造装置
を表す概略構成図である。
図において符号１は原料ホツパであり、この原
料ホツパ１は原料となる塊状等の金属ウランを一
時的に貯留するものである。上記原料ホツパ１は
ロータリーバルブ２を経てガス置換ホツパ３に接
続されており、上記ロータリーバルブ２が開かれ
ることにより、金属ウランをガス置換ホツパ３内
に導入するように構成されている。このガス置換
ホツパ３の、上記ロータリーバルブ２側には、ガ
ス排出口５が設けられており、一方、ガス置換ホ
ツパ３の下部には、ガス導入口４が設けられてい
る。上記ガス置換ホツパ３はここに金属ウランを
収容した後、ロータリーバルブ２を閉鎖してガス
導入口４からアルゴンガスまたは窒素ガス等の不
活性ガスを導入することによつて、ガス置換ホツ
パ３内の空気をガス排出口から排出するように構
成されている。次いで、上記ガス置換ホツパ３
は、不活性ガス雰囲気とされる金属ウランをロー
タリーバルブ６を経て、スクリユーフイーダ７に
排出するようにつている。そして、このスクリユ
ーフイーダ７は金属ウランをロータリーキルン８
内に移送するように設けられている。
料ホツパ１は原料となる塊状等の金属ウランを一
時的に貯留するものである。上記原料ホツパ１は
ロータリーバルブ２を経てガス置換ホツパ３に接
続されており、上記ロータリーバルブ２が開かれ
ることにより、金属ウランをガス置換ホツパ３内
に導入するように構成されている。このガス置換
ホツパ３の、上記ロータリーバルブ２側には、ガ
ス排出口５が設けられており、一方、ガス置換ホ
ツパ３の下部には、ガス導入口４が設けられてい
る。上記ガス置換ホツパ３はここに金属ウランを
収容した後、ロータリーバルブ２を閉鎖してガス
導入口４からアルゴンガスまたは窒素ガス等の不
活性ガスを導入することによつて、ガス置換ホツ
パ３内の空気をガス排出口から排出するように構
成されている。次いで、上記ガス置換ホツパ３
は、不活性ガス雰囲気とされる金属ウランをロー
タリーバルブ６を経て、スクリユーフイーダ７に
排出するようにつている。そして、このスクリユ
ーフイーダ７は金属ウランをロータリーキルン８
内に移送するように設けられている。
上記ロータリーキルン８は、軸線回りに回転自
在に設けられた略円筒状の胴部９を有するもの
で、この胴部９が回転されることによつて胴部９
に導入された金属ウランを次工程へ順次移送する
ように構成されている。上記胴部９はその中央で
二分されていて、スクリユーフイーダ７側が低温
反応部９ａ、他方が高温反応部９ｂとなつてお
り、これら反応部９ａ，９ｂは互いに連通してい
る。上記の低温反応部９ａの周囲には、この低温
反応部９ａを取り巻くように略円筒状の恒温器１
０ａが設けられており、この恒温器１０ａによつ
て低温反応部９ａの内部は常に180〜350℃に保た
れるようになつている。また、同様に上記の高温
反応部９ｂの周囲には、この高温反応部９ｂを取
り巻くように略円筒状のヒーター１０ｂが設けら
れており、このヒーター１０ｂによつて高温反応
部９ｂの内部は400〜900℃に保たれるようになつ
ている。また、胴部９の高温反応部９ｂ側端部に
は、水素ガス導入管１１と水蒸気導入管１２がそ
れぞれ接続されており、他方、胴部９の低温反応
部９ａ側端部には胴部９内の余剰のガスを排出す
るためのガス排出口１３が設けられている。
在に設けられた略円筒状の胴部９を有するもの
で、この胴部９が回転されることによつて胴部９
に導入された金属ウランを次工程へ順次移送する
ように構成されている。上記胴部９はその中央で
二分されていて、スクリユーフイーダ７側が低温
反応部９ａ、他方が高温反応部９ｂとなつてお
り、これら反応部９ａ，９ｂは互いに連通してい
る。上記の低温反応部９ａの周囲には、この低温
反応部９ａを取り巻くように略円筒状の恒温器１
０ａが設けられており、この恒温器１０ａによつ
て低温反応部９ａの内部は常に180〜350℃に保た
れるようになつている。また、同様に上記の高温
反応部９ｂの周囲には、この高温反応部９ｂを取
り巻くように略円筒状のヒーター１０ｂが設けら
れており、このヒーター１０ｂによつて高温反応
部９ｂの内部は400〜900℃に保たれるようになつ
ている。また、胴部９の高温反応部９ｂ側端部に
は、水素ガス導入管１１と水蒸気導入管１２がそ
れぞれ接続されており、他方、胴部９の低温反応
部９ａ側端部には胴部９内の余剰のガスを排出す
るためのガス排出口１３が設けられている。
ロータリーキルン８の低温反応部９ａはここに
導入された金属ウランを水素ガスと反応させ、水
素化ウラン粉末に転化したのち、順次に高温反応
部９ｂに移送するように構成されている。そして
高温反応部９ｂは低温反応部９ａから移送されて
きた水素化ウラン粉末を、水蒸気導入管１２から
導入した水蒸気によつて酸化して二酸化ウラン粉
末に転化したのち、排出口１４からホツパ１５に
排出するように構成されている。このホツパ１５
は導入された二酸化ウラン粉末をスクリユーフイ
ーダ１６に排出するようになつており、このスク
リユーフイーダ１６は二酸化ウラン粉末を二酸化
ウラン容器１８に移送するように構成されてい
る。
導入された金属ウランを水素ガスと反応させ、水
素化ウラン粉末に転化したのち、順次に高温反応
部９ｂに移送するように構成されている。そして
高温反応部９ｂは低温反応部９ａから移送されて
きた水素化ウラン粉末を、水蒸気導入管１２から
導入した水蒸気によつて酸化して二酸化ウラン粉
末に転化したのち、排出口１４からホツパ１５に
排出するように構成されている。このホツパ１５
は導入された二酸化ウラン粉末をスクリユーフイ
ーダ１６に排出するようになつており、このスク
リユーフイーダ１６は二酸化ウラン粉末を二酸化
ウラン容器１８に移送するように構成されてい
る。
次に、以上のような構成からなる製造装置を用
いた本発明の二酸化ウラン粉末の製造方法の一例
について説明する。
いた本発明の二酸化ウラン粉末の製造方法の一例
について説明する。
まず、本製法の原料となる塊状等の金属ウラン
を原料ホツパ１に導入し、ロータリーバルブ２を
開いて金属ウランをガス置換ホツパ３に導入す
る。次にロータリーバルブ２を閉鎖してガス導入
口４からアルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性
ガスをガス置換ホツパ３に吹き込みつつ、ガス置
換ホツパ３内の空気をガス排出口５より排出す
る。この作業を行なうことによつて、金属ウラン
と共に製造装置内に入つてきた空気を排出し、ロ
ータリーキルン８内に空気が侵入することを防止
する。これはロータリーキルン８内部で生成する
水素化ウランが空気中の酸素と接触するのを防止
するためである。
を原料ホツパ１に導入し、ロータリーバルブ２を
開いて金属ウランをガス置換ホツパ３に導入す
る。次にロータリーバルブ２を閉鎖してガス導入
口４からアルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性
ガスをガス置換ホツパ３に吹き込みつつ、ガス置
換ホツパ３内の空気をガス排出口５より排出す
る。この作業を行なうことによつて、金属ウラン
と共に製造装置内に入つてきた空気を排出し、ロ
ータリーキルン８内に空気が侵入することを防止
する。これはロータリーキルン８内部で生成する
水素化ウランが空気中の酸素と接触するのを防止
するためである。
次に、ロータリーバルブ６を開いて金属ウラン
をガス置換ホツパ３より排出し、スクリユーフイ
ーダ７によつてロータリーキルン８の低温反応部
９ａに導入する。この低温反応部９ａは恒温器１
０ａによつて180〜350℃に保たれており、ここで
金属ウランは後述する水素ガスと反応して水素化
および粉末化されて水素化ウラン粉末に転化され
る。上記低温反応部９ａの内部温度が180℃未満
の場合および350℃を超えた場合には、水素化反
応の速度が小さくなり、二酸化ウランの生産効率
が低下する。
をガス置換ホツパ３より排出し、スクリユーフイ
ーダ７によつてロータリーキルン８の低温反応部
９ａに導入する。この低温反応部９ａは恒温器１
０ａによつて180〜350℃に保たれており、ここで
金属ウランは後述する水素ガスと反応して水素化
および粉末化されて水素化ウラン粉末に転化され
る。上記低温反応部９ａの内部温度が180℃未満
の場合および350℃を超えた場合には、水素化反
応の速度が小さくなり、二酸化ウランの生産効率
が低下する。
次いで水素化ウラン粉末は、低温反応部９ａよ
り高温反応部９ｂに移送される。この高温反応部
９ｂはヒーター１０ｂによつて400〜900℃に保た
れており、ここで水素化ウラン粉末は水蒸気導入
管１２から導入された水蒸気によつて酸化され、
二酸化ウラン粉末に転化される。この酸化反応に
よつて発生する水素ガスは、水素ガス導入管１１
から導入された水素ガスと共に、ロータリーキル
ン８の胴部９内を移動し、低温反応部９ａにおい
て金属ウランの水素化に用いられる。そして余剰
の水素ガスならびに水蒸気は、低温反応部９ａに
設けられたガス排出口１３より、製造装置外に排
出される。上記の高温反応部９ｂの内部温度が
400℃未満の場合には、水素化ウランの分解が不
充分となり、製品に水素化ウランが混入する恐れ
がある。また高温反応部９ｂの温度が900℃を超
えた場合には、部分的な焼結反応が生じ、製品二
酸化ウラン粉末の物性が悪化する。
り高温反応部９ｂに移送される。この高温反応部
９ｂはヒーター１０ｂによつて400〜900℃に保た
れており、ここで水素化ウラン粉末は水蒸気導入
管１２から導入された水蒸気によつて酸化され、
二酸化ウラン粉末に転化される。この酸化反応に
よつて発生する水素ガスは、水素ガス導入管１１
から導入された水素ガスと共に、ロータリーキル
ン８の胴部９内を移動し、低温反応部９ａにおい
て金属ウランの水素化に用いられる。そして余剰
の水素ガスならびに水蒸気は、低温反応部９ａに
設けられたガス排出口１３より、製造装置外に排
出される。上記の高温反応部９ｂの内部温度が
400℃未満の場合には、水素化ウランの分解が不
充分となり、製品に水素化ウランが混入する恐れ
がある。また高温反応部９ｂの温度が900℃を超
えた場合には、部分的な焼結反応が生じ、製品二
酸化ウラン粉末の物性が悪化する。
このようにして製造された二酸化ウラン粉末
は、ロータリーキルン８の排出口１４より排出さ
れてホツパ１５に導入され、そしてスクリユーフ
イーダ１６によつて二酸化ウラン容器１８に移送
され、ここに蓄えられる。そして、以上の工程を
経ることにより、二酸化ウラン粉末が製造され
る。
は、ロータリーキルン８の排出口１４より排出さ
れてホツパ１５に導入され、そしてスクリユーフ
イーダ１６によつて二酸化ウラン容器１８に移送
され、ここに蓄えられる。そして、以上の工程を
経ることにより、二酸化ウラン粉末が製造され
る。
このような二酸化ウラン粉末の製造方法にあつ
ては、原料となる塊状等の金属ウランを、まず反
応速度の大きい水素化反応によつて、粉末状の水
素化ウランとし、その後水蒸気と反応させるの
で、生産速度が大きい。しかも、この二酸化ウラ
ン粉末の製造装置にあつては、ロータリーキルン
８内に順次原料を補給することによつて、連続的
に二酸化ウラン粉末の製造を行なうことができる
ので、生産効率を高めることが可能である。
ては、原料となる塊状等の金属ウランを、まず反
応速度の大きい水素化反応によつて、粉末状の水
素化ウランとし、その後水蒸気と反応させるの
で、生産速度が大きい。しかも、この二酸化ウラ
ン粉末の製造装置にあつては、ロータリーキルン
８内に順次原料を補給することによつて、連続的
に二酸化ウラン粉末の製造を行なうことができる
ので、生産効率を高めることが可能である。
また、この製造方法では、塊状の金属ウランを
水素化によつて粉末状にすることができるので、
予め前工程で金属ウランを粉砕する必要がなく、
よつて製造工程が簡略になる効果を有する。
水素化によつて粉末状にすることができるので、
予め前工程で金属ウランを粉砕する必要がなく、
よつて製造工程が簡略になる効果を有する。
また、この製造方法では、比較的発熱量の小さ
い反応を使用しているために、反応部の温度を比
較的容易に一定に保つことができ、よつて外部か
らの反応の制御が行ない易い効果を有する。
い反応を使用しているために、反応部の温度を比
較的容易に一定に保つことができ、よつて外部か
らの反応の制御が行ない易い効果を有する。
また、この製造方法では空気に触れると発火の
恐れのある水素化ウランを、空気と触れさせずに
水蒸気と反応させるようにしたから、発火の危険
がなく安全である。
恐れのある水素化ウランを、空気と触れさせずに
水蒸気と反応させるようにしたから、発火の危険
がなく安全である。
さらに、この製造方法にあつては、八三酸化ウ
ランなどの副生成物が生じないために、二酸化ウ
ラン粉末製造後に、水素による還元などの後工程
の必要がないという利点をも有する。
ランなどの副生成物が生じないために、二酸化ウ
ラン粉末製造後に、水素による還元などの後工程
の必要がないという利点をも有する。
なお、本発明の二酸化ウラン粉末の製造法にお
いて使用する製造装置は上記実施例に限られるも
のではなく、他にも様々な製造装置が考えられ
る。例えば、上記実施例のロータリーキルン８を
ベルトコンベアー等を内部に有する反応炉とした
り、あるいはプツシヤー炉等を用いることも可能
であつて、いずれの場合も上記実施例と同様の作
用効果を得ることができる。
いて使用する製造装置は上記実施例に限られるも
のではなく、他にも様々な製造装置が考えられ
る。例えば、上記実施例のロータリーキルン８を
ベルトコンベアー等を内部に有する反応炉とした
り、あるいはプツシヤー炉等を用いることも可能
であつて、いずれの場合も上記実施例と同様の作
用効果を得ることができる。
「発明の効果」
この発明の二酸化ウラン粉末の製造方法は、金
属ウランを180〜350℃で水素ガスによつて水素化
して水素化ウラン粉末としたのち、この水素化ウ
ラン粉末を400〜900℃で水蒸気によつて酸化し、
二酸化ウラン粉末を得ると共にこの酸化反応で発
生する水素ガスを上記水素化反応に用いる方法で
あるから、反応速度が大きく、かつ反応の制御が
容易であり、したがつて工業的に能率良く二酸化
ウラン粉末を製造することができる。しかも、副
生成物が少ないという利点を有する。
属ウランを180〜350℃で水素ガスによつて水素化
して水素化ウラン粉末としたのち、この水素化ウ
ラン粉末を400〜900℃で水蒸気によつて酸化し、
二酸化ウラン粉末を得ると共にこの酸化反応で発
生する水素ガスを上記水素化反応に用いる方法で
あるから、反応速度が大きく、かつ反応の制御が
容易であり、したがつて工業的に能率良く二酸化
ウラン粉末を製造することができる。しかも、副
生成物が少ないという利点を有する。
また、この製造方法では空気に触れると発火の
恐れのある水素化ウランを、空気と触れさせずに
水蒸気と反応させるようにしたから、発火の危険
などがなく安全である。
恐れのある水素化ウランを、空気と触れさせずに
水蒸気と反応させるようにしたから、発火の危険
などがなく安全である。
図はこの発明の二酸化ウランの製造方法に用い
る製造装置の一例を示した側面図である。 ８……ロータリーキルン、９ａ……低温反応
部、９ｂ……高温反応部。
る製造装置の一例を示した側面図である。 ８……ロータリーキルン、９ａ……低温反応
部、９ｂ……高温反応部。
Claims (1)
- １ 金属ウランを180〜350℃で水素ガスによつて
水素化して水素化ウラン粉末としたのち、この水
素化ウラン粉末を400〜900℃で水蒸気によつて酸
化し、二酸化ウラン粉末を得ると共に、この酸化
反応で発生する水素ガスを上記水素化反応に用い
ることを特徴とする二酸化ウラン粉末の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16645385A JPS6227331A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 二酸化ウラン粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16645385A JPS6227331A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 二酸化ウラン粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227331A JPS6227331A (ja) | 1987-02-05 |
| JPH0217486B2 true JPH0217486B2 (ja) | 1990-04-20 |
Family
ID=15831682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16645385A Granted JPS6227331A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 二酸化ウラン粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6227331A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8821192D0 (en) * | 1988-09-09 | 1988-10-12 | British Nuclear Fuels Plc | Uranium dioxide production |
| FR2655467B1 (fr) * | 1989-12-05 | 1994-02-25 | Pechiney Uranium | Procede d'obtention de pastilles combustibles d'uo2 a partir d'u metal, sans production d'effluent. |
-
1985
- 1985-07-27 JP JP16645385A patent/JPS6227331A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6227331A (ja) | 1987-02-05 |
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