JPH0545484A - 原子燃料用二酸化ウラン粉末及びその製造方法 - Google Patents
原子燃料用二酸化ウラン粉末及びその製造方法Info
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- JPH0545484A JPH0545484A JP3228256A JP22825691A JPH0545484A JP H0545484 A JPH0545484 A JP H0545484A JP 3228256 A JP3228256 A JP 3228256A JP 22825691 A JP22825691 A JP 22825691A JP H0545484 A JPH0545484 A JP H0545484A
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温酸化還元焼結法によって、大結晶粒径を
有する核燃料ペレットを製造するに際し、該核燃料ペレ
ットに最適な原料二酸化ウラン粉末の提供を目的とす
る。 【構成】 そのＯ／Ｕ比を2.26〜2.38に調整したことを
特徴とする原子燃料用二酸化ウラン粉末、及びその製
法。
有する核燃料ペレットを製造するに際し、該核燃料ペレ
ットに最適な原料二酸化ウラン粉末の提供を目的とす
る。 【構成】 そのＯ／Ｕ比を2.26〜2.38に調整したことを
特徴とする原子燃料用二酸化ウラン粉末、及びその製
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子燃料用二酸化ウラ
ン粉末とその製造方法に関し、詳しくは、低温酸化還元
焼結法を用いて大粒径結晶を有する核燃料ペレットを製
造するのに好適な原料用二酸化ウラン粉末及びその製造
方法に関するものである。
ン粉末とその製造方法に関し、詳しくは、低温酸化還元
焼結法を用いて大粒径結晶を有する核燃料ペレットを製
造するのに好適な原料用二酸化ウラン粉末及びその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】核燃料ペレットは、燃料棒に充填されて
原子力発電所にて原子燃料として使用されるが、その製
造時において、二酸化ウラン粉末を焼結することにより
結晶密度を高めてセラミックス燃料として使用される。
原子力発電所にて原子燃料として使用されるが、その製
造時において、二酸化ウラン粉末を焼結することにより
結晶密度を高めてセラミックス燃料として使用される。
【０００３】かかる原子燃料用二酸化ウラン粉末は、従
来、高温還元焼結法によるペレット製造が主たる対象で
あり、またその粉末のＯ／Ｕ比は、低温還元焼結法を含
むいずれの粉末製法のものであっても、2.05〜2.15程度
に設定されている。これは、二酸化ウランは容易に酸素
と結びつきやすい性質を有し、特にＯ／Ｕ比が2.0 に近
い程この性質が強いことから、ペレット製造時の取扱い
中における粉末の安定性を得るために、粉末の製造仕上
げ時に該粉末を適宜に酸化させて前記2.05〜2.15程度の
Ｏ／Ｕ比とするのである。
来、高温還元焼結法によるペレット製造が主たる対象で
あり、またその粉末のＯ／Ｕ比は、低温還元焼結法を含
むいずれの粉末製法のものであっても、2.05〜2.15程度
に設定されている。これは、二酸化ウランは容易に酸素
と結びつきやすい性質を有し、特にＯ／Ｕ比が2.0 に近
い程この性質が強いことから、ペレット製造時の取扱い
中における粉末の安定性を得るために、粉末の製造仕上
げ時に該粉末を適宜に酸化させて前記2.05〜2.15程度の
Ｏ／Ｕ比とするのである。
【０００４】また、上記粉末の焼結工程において、経験
上Ｏ／Ｕ比、2.10前後が適度なペレット密度が得られる
ということも、前記のようなＯ／Ｕ比の設定がなされて
いる理由の一つである。
上Ｏ／Ｕ比、2.10前後が適度なペレット密度が得られる
ということも、前記のようなＯ／Ｕ比の設定がなされて
いる理由の一つである。
【０００５】しかして、上記Ｏ／Ｕ比を持つ粉末は、例
えば重ウラン酸アンモン（ＡＤＵ）から二酸化ウラン
（ＵＯ2 ) を作るＡＤＵ−ＵＯ2製法では、ＡＤＵを焙
焼してＵ3 Ｏ8 とした後、水素を含む還元雰囲気にて加
熱してＵＯ2 ・ 0 となし、このＵＯ2 ・ 0 を前記取扱い
中の再酸化を防止すべく、酸素を微量含むＮ2 ガス中に
さらすことによりＵＯ2 + x （但し X＝0.05〜0.15) と
して安定化する。
えば重ウラン酸アンモン（ＡＤＵ）から二酸化ウラン
（ＵＯ2 ) を作るＡＤＵ−ＵＯ2製法では、ＡＤＵを焙
焼してＵ3 Ｏ8 とした後、水素を含む還元雰囲気にて加
熱してＵＯ2 ・ 0 となし、このＵＯ2 ・ 0 を前記取扱い
中の再酸化を防止すべく、酸素を微量含むＮ2 ガス中に
さらすことによりＵＯ2 + x （但し X＝0.05〜0.15) と
して安定化する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、低温酸化還
元焼結法によって結晶粒径の大粒径化を行う場合には、
前記従来の二酸化ウラン粉末、即ちＵＯ2 + x で X＝0.
05〜0.15とした場合、Ｕ3 Ｏ8 を25wt％〜45wt％添加す
る必要が指摘されている。
元焼結法によって結晶粒径の大粒径化を行う場合には、
前記従来の二酸化ウラン粉末、即ちＵＯ2 + x で X＝0.
05〜0.15とした場合、Ｕ3 Ｏ8 を25wt％〜45wt％添加す
る必要が指摘されている。
【０００７】しかしながら、上記Ｕ3 Ｏ8 の具体的な添
加量は、該Ｕ3 Ｏ8 添加前の二酸化ウラン原料粉のＯ／
Ｕ比、活性度、得たいペレットの結晶粒径、あるいは密
度等の兼ね合いによって変化するものであり、従って上
記Ｕ3 Ｏ8 の添加量を決定するにあたっては、二酸化ウ
ラン原料粉末のＯ／Ｕ比、活性度をまず知る必要があ
り、Ｕ3 Ｏ8 添加量と結晶粒度との一般的関係から添加
すべきＵ3 Ｏ8 量を一義的に決めるだけでは前記大粒径
ペレットに最適な二酸化ウラン原料粉末を得ることはで
きなかった。
加量は、該Ｕ3 Ｏ8 添加前の二酸化ウラン原料粉のＯ／
Ｕ比、活性度、得たいペレットの結晶粒径、あるいは密
度等の兼ね合いによって変化するものであり、従って上
記Ｕ3 Ｏ8 の添加量を決定するにあたっては、二酸化ウ
ラン原料粉末のＯ／Ｕ比、活性度をまず知る必要があ
り、Ｕ3 Ｏ8 添加量と結晶粒度との一般的関係から添加
すべきＵ3 Ｏ8 量を一義的に決めるだけでは前記大粒径
ペレットに最適な二酸化ウラン原料粉末を得ることはで
きなかった。
【０００８】本発明は叙上の如き実状に対処すべく種々
の実験を重ねた結果、上記低温酸化還元焼結法において
略同一の金相を得る場合、最終的な二酸化ウラン粉末の
Ｏ／Ｕ比が重要なパラメータであることを発見するに至
り、その結果、前記低温焼結における大粒径ペレットに
最適な二酸化ウラン原料粉末を得ることに成功した。
の実験を重ねた結果、上記低温酸化還元焼結法において
略同一の金相を得る場合、最終的な二酸化ウラン粉末の
Ｏ／Ｕ比が重要なパラメータであることを発見するに至
り、その結果、前記低温焼結における大粒径ペレットに
最適な二酸化ウラン原料粉末を得ることに成功した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の原子燃料
用二酸化ウラン粉末の特徴は、上記低温焼結により一体
化され核燃料ペレットを形成する二酸化ウラン粉末にお
いて、該粉末におけるＯ／Ｕ比を全体として2.26〜2.38
に調整したことにある。また、上記Ｏ／Ｕ比を有する二
酸化ウラン粉末を製造するための本発明方法は、Ｕ3 Ｏ
8 を還元することにより二酸化ウラン粉末を製造する過
程において、該Ｕ3 Ｏ8 を還元するに際し、Ｕ3 Ｏ8 と
還元雰囲気の接触時間を調整することにより還元後の二
酸化ウラン粉末に所要量のＵ3 Ｏ8 を残し、この残存し
たＵ3 Ｏ8 を必要に応じ粉砕混合して上記還元後の二酸
化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を全体として2.26〜2.38に調整
することを特徴とする。
用二酸化ウラン粉末の特徴は、上記低温焼結により一体
化され核燃料ペレットを形成する二酸化ウラン粉末にお
いて、該粉末におけるＯ／Ｕ比を全体として2.26〜2.38
に調整したことにある。また、上記Ｏ／Ｕ比を有する二
酸化ウラン粉末を製造するための本発明方法は、Ｕ3 Ｏ
8 を還元することにより二酸化ウラン粉末を製造する過
程において、該Ｕ3 Ｏ8 を還元するに際し、Ｕ3 Ｏ8 と
還元雰囲気の接触時間を調整することにより還元後の二
酸化ウラン粉末に所要量のＵ3 Ｏ8 を残し、この残存し
たＵ3 Ｏ8 を必要に応じ粉砕混合して上記還元後の二酸
化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を全体として2.26〜2.38に調整
することを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記Ｏ／Ｕ比を有する本発明の原子燃料用二酸
化ウラン粉末を用い、低温酸化還元焼結法にて該燃料ペ
レットを製造する場合は、大結晶粒径を有する好適な燃
料ペレットを確実に得ることが可能となる。また、スク
ラップを有効に利用したり、密度や結晶粒径を調整する
ために更に数％のＵ3 Ｏ8を添加することができる。ま
た、本発明製造方法によれば、上記Ｏ／Ｕ比を有する二
酸化ウラン粉末を簡便に効率よく製造することができ
る。
化ウラン粉末を用い、低温酸化還元焼結法にて該燃料ペ
レットを製造する場合は、大結晶粒径を有する好適な燃
料ペレットを確実に得ることが可能となる。また、スク
ラップを有効に利用したり、密度や結晶粒径を調整する
ために更に数％のＵ3 Ｏ8を添加することができる。ま
た、本発明製造方法によれば、上記Ｏ／Ｕ比を有する二
酸化ウラン粉末を簡便に効率よく製造することができ
る。
【００１１】
【実施例】以下、更に本発明の詳細と共に、その具体的
な実施例を説明する。先ず、本発明の原子燃料用二酸化
ウラン粉末は、前記の通り低温酸化還元焼結によって一
体化され、一定大きさの核燃料ペレットを形成するもの
であって、例えば、ＡＤＵ（重ウラン酸アンモン）やＡ
ＵＣ（アンモニウムウラニルカーボネイト）を焙焼して
得られるＵ3 Ｏ8 を還元して二酸化ウラン粉末とする製
造過程において、Ｕ3 Ｏ8 と還元雰囲気の接触時間を調
整することにより、一部、二酸化ウラン中にＵ3 Ｏ8 を
残し、この残存したＵ3 Ｏ8 により還元後のＯ／Ｕ比が
2.26〜2.38、好ましくは2.30〜2.34に調整される。上記
方法による本発明の一実施例を以下に説明する。
な実施例を説明する。先ず、本発明の原子燃料用二酸化
ウラン粉末は、前記の通り低温酸化還元焼結によって一
体化され、一定大きさの核燃料ペレットを形成するもの
であって、例えば、ＡＤＵ（重ウラン酸アンモン）やＡ
ＵＣ（アンモニウムウラニルカーボネイト）を焙焼して
得られるＵ3 Ｏ8 を還元して二酸化ウラン粉末とする製
造過程において、Ｕ3 Ｏ8 と還元雰囲気の接触時間を調
整することにより、一部、二酸化ウラン中にＵ3 Ｏ8 を
残し、この残存したＵ3 Ｏ8 により還元後のＯ／Ｕ比が
2.26〜2.38、好ましくは2.30〜2.34に調整される。上記
方法による本発明の一実施例を以下に説明する。
【００１２】硝酸ウラニール液にアンモニア水を添加
し、ＡＤＵの沈澱物を得、このＡＤＵを回収乾燥したの
ち紛砕し、約１００μ以下のＡＤＵ粉末を得た。次にこ
のＡＤＵ粉末を約６００℃、空気中加熱を行いＵ3 Ｏ8
粉を得、このＵ3 Ｏ8 粉を厚さ約１cmのベット状（層
状）にしてバッチ炉にて３Ｈ2 ／Ｎ2 の混合ガス気流中
６００℃にて加熱した。
し、ＡＤＵの沈澱物を得、このＡＤＵを回収乾燥したの
ち紛砕し、約１００μ以下のＡＤＵ粉末を得た。次にこ
のＡＤＵ粉末を約６００℃、空気中加熱を行いＵ3 Ｏ8
粉を得、このＵ3 Ｏ8 粉を厚さ約１cmのベット状（層
状）にしてバッチ炉にて３Ｈ2 ／Ｎ2 の混合ガス気流中
６００℃にて加熱した。
【００１３】Ｕ3 O 8 の還元は、気流の上流側と下流側
とで若干の差は認められたが、ベットの表層より内部へ
時間と共に進行した。得られた粉末を均質化のためカッ
ターミルにて粉砕混合した後、Ｏ／Ｕ比を測定した。図
１に加熱時間とＯ／Ｕ比との関係を示す。即ち、この実
施例の製法による場合は、同図から前記最適のＯ／Ｕ
比、2.26〜2.38となる加熱時間（Ｔ）を選べばよい。一
般には、ベット層の厚みや、ＡＤＵ及びその加熱から得
られるＵ3 Ｏ8 のミクロな特性などにより、図１のカー
ブは異なって来るので、ひとつの取扱い単位量を定め、
それ毎に少量の先行試験により最適加熱時間を設定する
ようにすると良い。
とで若干の差は認められたが、ベットの表層より内部へ
時間と共に進行した。得られた粉末を均質化のためカッ
ターミルにて粉砕混合した後、Ｏ／Ｕ比を測定した。図
１に加熱時間とＯ／Ｕ比との関係を示す。即ち、この実
施例の製法による場合は、同図から前記最適のＯ／Ｕ
比、2.26〜2.38となる加熱時間（Ｔ）を選べばよい。一
般には、ベット層の厚みや、ＡＤＵ及びその加熱から得
られるＵ3 Ｏ8 のミクロな特性などにより、図１のカー
ブは異なって来るので、ひとつの取扱い単位量を定め、
それ毎に少量の先行試験により最適加熱時間を設定する
ようにすると良い。
【００１４】なお、実施例における還元はベット状であ
ったが、基本的にロータリーキルン（ガスフローミキサ
ーの一種）や流動床でも可能である。すなわち、ＡＤＵ
やＡＵＣを焙焼して得られるＵ3 Ｏ8 は１μｍ以下の結
晶が密に集まって、１００μｍ以下の塊を形成してい
る。Ｕ3 Ｏ8 のＵＯ2 化は、Ｕ3 Ｏ8 中への水素の拡散
→反応→生成したＨ2 Ｏの拡散放出から形成され、Ｈ2
Ｏの拡散が反応の律速となり、時間的な反応で、一瞬に
して全てのＵ3 Ｏ8 がＵＯ2 化するものでない。従って
ロータリーキルン、流動床でも反応器内でのＵ3Ｏ8 の
滞留時間をコントロールすることによりＯ／Ｕ比を調整
することが可能である。
ったが、基本的にロータリーキルン（ガスフローミキサ
ーの一種）や流動床でも可能である。すなわち、ＡＤＵ
やＡＵＣを焙焼して得られるＵ3 Ｏ8 は１μｍ以下の結
晶が密に集まって、１００μｍ以下の塊を形成してい
る。Ｕ3 Ｏ8 のＵＯ2 化は、Ｕ3 Ｏ8 中への水素の拡散
→反応→生成したＨ2 Ｏの拡散放出から形成され、Ｈ2
Ｏの拡散が反応の律速となり、時間的な反応で、一瞬に
して全てのＵ3 Ｏ8 がＵＯ2 化するものでない。従って
ロータリーキルン、流動床でも反応器内でのＵ3Ｏ8 の
滞留時間をコントロールすることによりＯ／Ｕ比を調整
することが可能である。
【００１５】一方、本発明のＯ／Ｕ比2.26〜2.38の二酸
化ウラン粉末は他の方法、即ち別に設けたＵ3 Ｏ8 を添
加する方法においても製造が可能であり、以下に詳細を
記す。低温酸化雰囲気焼結法により結晶粒径の大径化を
行う場合には、従来粉末、即ち、Ｏ／Ｕ比がＵＯ2 + x
においてx が0.05〜0.15とした場合、Ｕ3 Ｏ8 を25ｗｔ
％〜45ｗｔ％添加する必要がある。ただし、具体的な添
加量は原料粉のＯ／Ｕ比、活性度、得たいペレットの結
晶粒径及び密度によって変化する。
化ウラン粉末は他の方法、即ち別に設けたＵ3 Ｏ8 を添
加する方法においても製造が可能であり、以下に詳細を
記す。低温酸化雰囲気焼結法により結晶粒径の大径化を
行う場合には、従来粉末、即ち、Ｏ／Ｕ比がＵＯ2 + x
においてx が0.05〜0.15とした場合、Ｕ3 Ｏ8 を25ｗｔ
％〜45ｗｔ％添加する必要がある。ただし、具体的な添
加量は原料粉のＯ／Ｕ比、活性度、得たいペレットの結
晶粒径及び密度によって変化する。
【００１６】例えば、図２はＯ／Ｕ比が2.13の原料粉を
成型密度5.5g／cm3 で成型し、1150℃×２Hr、酸素濃度
30ppm の窒素中で加熱し、ひきつづき1150℃×１Hr、２
Ｈ2 ＋Ｎ2 中にて加熱した試料であり、密度は96％TDで
ある。
成型密度5.5g／cm3 で成型し、1150℃×２Hr、酸素濃度
30ppm の窒素中で加熱し、ひきつづき1150℃×１Hr、２
Ｈ2 ＋Ｎ2 中にて加熱した試料であり、密度は96％TDで
ある。
【００１７】また、図３は前記の原料粉末にＵ3 Ｏ8 を
20wt％添加混合後前記と同じ条件で製造した試料であ
り、密度は97％TDである。そして、図４はＵ3 O 8 添加
量を25wt％としたもの、図５は同30wt％としたもの、図
６は同35wt％としたものであり、密度はそれぞれ97.5％
TD、96％TD、95％TDである。即ち、図２、図３で明らか
なように20wt％以下の添加では大きな粒径の増加は生じ
ず、図４乃至図６に示す25wt％以上の添加より大きな結
晶粒の著しい増加が認められる。
20wt％添加混合後前記と同じ条件で製造した試料であ
り、密度は97％TDである。そして、図４はＵ3 O 8 添加
量を25wt％としたもの、図５は同30wt％としたもの、図
６は同35wt％としたものであり、密度はそれぞれ97.5％
TD、96％TD、95％TDである。即ち、図２、図３で明らか
なように20wt％以下の添加では大きな粒径の増加は生じ
ず、図４乃至図６に示す25wt％以上の添加より大きな結
晶粒の著しい増加が認められる。
【００１８】以上をＵ3 Ｏ8 添加後のＯ／Ｕ比でまとめ
ると、 図２の場合は、2.13×100/100 ＋8/3 ×0/100 ＝2.13 図３の場合は、2.13× 80/100 ＋8/3 ×20/100＝2.24 図４の場合は、2.13× 75/100 ＋8/3 ×25/100＝2.26 図５の場合は、2.13× 70/100 ＋8/3 ×30/100＝2.29 図６の場合は、2.13× 65/100 ＋8/3 ×35/100＝2.32 となる。
ると、 図２の場合は、2.13×100/100 ＋8/3 ×0/100 ＝2.13 図３の場合は、2.13× 80/100 ＋8/3 ×20/100＝2.24 図４の場合は、2.13× 75/100 ＋8/3 ×25/100＝2.26 図５の場合は、2.13× 70/100 ＋8/3 ×30/100＝2.29 図６の場合は、2.13× 65/100 ＋8/3 ×35/100＝2.32 となる。
【００１９】従って、低温焼結により大粒径ペレットを
得るには、粉末としてＵ3 Ｏ8 を添加するものとして
も、Ｏ／Ｕ比が2.26以上が必須であり、またその上限
は、ペレットの焼結密度を保持するために前記した通り
の2.38以下が好ましい。なお、二酸化ウラン粉末の圧粉
成型密度を6.1g／cm3 まであげれば、Ｕ3 Ｏ8を45wt％
添加しても、現用水準の94％TDの試料が得られるが、実
際的ではない。
得るには、粉末としてＵ3 Ｏ8 を添加するものとして
も、Ｏ／Ｕ比が2.26以上が必須であり、またその上限
は、ペレットの焼結密度を保持するために前記した通り
の2.38以下が好ましい。なお、二酸化ウラン粉末の圧粉
成型密度を6.1g／cm3 まであげれば、Ｕ3 Ｏ8を45wt％
添加しても、現用水準の94％TDの試料が得られるが、実
際的ではない。
【００２０】また、上記したＵ3 Ｏ8 を二酸化ウラン粉
末に添加する方法において、ペレット製造過程で必然的
に生じるＵＯ2 スクラップの有効利用を行うことも可能
である。即ち、上記ＵＯ2 スクラップをＵ3 Ｏ8 に転化
し、二酸化ウラン粉末に混入する。この場合、上記二酸
化ウラン粉末は、上記スクラップからのＵ3 Ｏ8 の混入
によってそのＯ／Ｕ比が上昇することから、混入前の二
酸化ウランＯ／Ｕ比は2.20〜2.34が適切である。
末に添加する方法において、ペレット製造過程で必然的
に生じるＵＯ2 スクラップの有効利用を行うことも可能
である。即ち、上記ＵＯ2 スクラップをＵ3 Ｏ8 に転化
し、二酸化ウラン粉末に混入する。この場合、上記二酸
化ウラン粉末は、上記スクラップからのＵ3 Ｏ8 の混入
によってそのＯ／Ｕ比が上昇することから、混入前の二
酸化ウランＯ／Ｕ比は2.20〜2.34が適切である。
【００２１】例えば、二酸化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を2.
25とし、前記スクラップからのＵ3Ｏ8 を５wt％混入し
た場合、全体のＯ／Ｕ比は、0.95×2.25＋0.05×8/3 ＝
2.27となる。即ち、この場合、ＵＯ2 スクラップを５％
利用して、前記本発明必須要件のＯ／Ｕ比2.26〜2.38の
二酸化ウラン粉末を製造したことになる。なお、この場
合の混入前のＯ／Ｕ比2.20〜2.34の二酸化ウラン粉末の
製造は、もちろん第１実施例の方法においても製造する
ことが可能である。
25とし、前記スクラップからのＵ3Ｏ8 を５wt％混入し
た場合、全体のＯ／Ｕ比は、0.95×2.25＋0.05×8/3 ＝
2.27となる。即ち、この場合、ＵＯ2 スクラップを５％
利用して、前記本発明必須要件のＯ／Ｕ比2.26〜2.38の
二酸化ウラン粉末を製造したことになる。なお、この場
合の混入前のＯ／Ｕ比2.20〜2.34の二酸化ウラン粉末の
製造は、もちろん第１実施例の方法においても製造する
ことが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の原子燃料
用二酸化ウラン粉末は、低温焼結により一体化され核燃
料ペレットを形成する二酸化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を2.
26〜2.38に調整したものであり、かかるＯ／Ｕ比を有す
るウラン粉末を用い低温酸化還元焼結法にて核燃料ペレ
ットを製造する場合は、大結晶粒径を有する好適な燃料
ペレットを確実に得ることが可能となる。また、本発明
二酸化ウラン粉末の製造方法は、Ｕ3 Ｏ8 を還元するこ
とにより二酸化ウラン粉末を製造する過程において、該
Ｕ3 Ｏ8 を還元するに際し、Ｕ3Ｏ8 と還元雰囲気の接
触時間を調整することにより還元された二酸化ウラン粉
末に所要量のＵ3 Ｏ8 を残し、この残存したＵ3 Ｏ8 に
より上記還元後の二酸化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を全体と
して2.26〜2.38に調整するものであり、該Ｏ／Ｕ比を有
する二酸化ウラン粉末を簡便に効率よく製造せしめると
の顕著な効果を有するものである。
用二酸化ウラン粉末は、低温焼結により一体化され核燃
料ペレットを形成する二酸化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を2.
26〜2.38に調整したものであり、かかるＯ／Ｕ比を有す
るウラン粉末を用い低温酸化還元焼結法にて核燃料ペレ
ットを製造する場合は、大結晶粒径を有する好適な燃料
ペレットを確実に得ることが可能となる。また、本発明
二酸化ウラン粉末の製造方法は、Ｕ3 Ｏ8 を還元するこ
とにより二酸化ウラン粉末を製造する過程において、該
Ｕ3 Ｏ8 を還元するに際し、Ｕ3Ｏ8 と還元雰囲気の接
触時間を調整することにより還元された二酸化ウラン粉
末に所要量のＵ3 Ｏ8 を残し、この残存したＵ3 Ｏ8 に
より上記還元後の二酸化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を全体と
して2.26〜2.38に調整するものであり、該Ｏ／Ｕ比を有
する二酸化ウラン粉末を簡便に効率よく製造せしめると
の顕著な効果を有するものである。
【図１】Ｕ3 Ｏ8 の還元時間と粉砕混合後の均質化され
たＵＯ2 粉末のＯ／Ｕ比を示すグラフである。
たＵＯ2 粉末のＯ／Ｕ比を示すグラフである。
【図２】Ｏ／Ｕ比が2.13のＵＯ2 粉末を低温焼結した燃
料ペレットの金属組織を示す 200倍の顕微鏡写真であ
る。
料ペレットの金属組織を示す 200倍の顕微鏡写真であ
る。
【図３】Ｏ／Ｕ比が2.13のＵＯ2 粉末にＵ3 Ｏ8 を20wt
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
【図４】Ｏ／Ｕ比が2.13のＵＯ2 粉末にＵ3 Ｏ8 を25wt
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
【図５】Ｏ／Ｕ比が2.13のＵＯ2 粉末にＵ3 Ｏ8 を30wt
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
【図６】Ｏ／Ｕ比が2.13のＵＯ2 粉末にＵ3 Ｏ8 を35wt
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
％添加混合した後、低温焼結した燃料ペレットの金属組
織を示す 200倍の顕微鏡写真である。
Claims (3)
- 【請求項１】 低温酸化還元焼結により一体化され所要
大きさの核燃料ペレットを形成する原子燃料用二酸化ウ
ラン粉末において、該二酸化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を2.
26〜2.38に調整したことを特徴とする原子燃料用二酸化
ウラン粉末。 - 【請求項２】 Ｕ3 Ｏ8 を還元することにより二酸化ウ
ラン粉末を製造する方法において、該Ｕ3 Ｏ8 を還元す
るに際し、Ｕ3 Ｏ8 と還元雰囲気の接触時間を調整する
ことにより還元された二酸化ウラン粉末に所要量のＵ3
Ｏ8 を残し、この残存したＵ3 Ｏ8 により上記還元後の
二酸化ウラン粉末のＯ／Ｕ比を全体として2.26〜2.38に
調整することを特徴とする原子燃料用二酸化ウラン粉末
の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の方法において、上記残存
したＵ3 Ｏ8 を粉砕混合することにより、前記還元後の
二酸化ウラン粉末を均質化することを特徴とする原子燃
料用二酸化ウラン粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228256A JP2813926B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 原子燃料用二酸化ウラン粉末及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228256A JP2813926B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 原子燃料用二酸化ウラン粉末及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545484A true JPH0545484A (ja) | 1993-02-23 |
| JP2813926B2 JP2813926B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=16873619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3228256A Expired - Fee Related JP2813926B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 原子燃料用二酸化ウラン粉末及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813926B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100792151B1 (ko) * | 2006-11-14 | 2008-01-04 | 한국원자력연구원 | 결정립 형상이 제어된 우라늄산화물 소결체 및 그 제조방법 |
| US8557148B2 (en) | 2009-11-23 | 2013-10-15 | Korea Atomic Energy Research Institute | Method for fabricating sintered annular nuclear fuel pellet through rod-inserted sintering |
| US8585939B2 (en) | 2009-09-03 | 2013-11-19 | Korea Atomic Energy Research Institute | Method for preparing sintered annular nuclear fuel pellet |
| JP2016540997A (ja) * | 2013-11-26 | 2016-12-28 | ジョイント ストック カンパニー“アクメ−エンジニアリング” | 熱伝導率を高めた核燃料ペレット及びその調製方法 |
| KR20200012696A (ko) * | 2017-05-12 | 2020-02-05 | 조인트 스톡 컴퍼니 "사이언티픽-리서치 인스티튜트 오브 케미컬 테크놀로지" | 펠릿화된 핵 세라믹 연료의 제조 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453192A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-01 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Production of sintered body of oxide nuclear fuel |
| JPH039296A (ja) * | 1989-03-22 | 1991-01-17 | Mitsubishi Materials Corp | 核燃料ペレットの製造方法 |
| JPH04105097A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-07 | Mitsubishi Atom Power Ind Inc | 酸化物核燃料ペレットの製造方法 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP3228256A patent/JP2813926B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8557148B2 (en) | 2009-11-23 | 2013-10-15 | Korea Atomic Energy Research Institute | Method for fabricating sintered annular nuclear fuel pellet through rod-inserted sintering |
| JP2016540997A (ja) * | 2013-11-26 | 2016-12-28 | ジョイント ストック カンパニー“アクメ−エンジニアリング” | 熱伝導率を高めた核燃料ペレット及びその調製方法 |
| KR20200012696A (ko) * | 2017-05-12 | 2020-02-05 | 조인트 스톡 컴퍼니 "사이언티픽-리서치 인스티튜트 오브 케미컬 테크놀로지" | 펠릿화된 핵 세라믹 연료의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2813926B2 (ja) | 1998-10-22 |
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