JPH06199526A - ＵＯ２ 又はＵ／ＰｕＯ２ 粉末の製造方法 - Google Patents
ＵＯ２ 又はＵ／ＰｕＯ２ 粉末の製造方法Info
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- JPH06199526A JPH06199526A JP5256527A JP25652793A JPH06199526A JP H06199526 A JPH06199526 A JP H06199526A JP 5256527 A JP5256527 A JP 5256527A JP 25652793 A JP25652793 A JP 25652793A JP H06199526 A JPH06199526 A JP H06199526A
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- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 含硝性ガスＮＯX及び窒化アンモニウムのよ
うな副生成物を発生することなく、従って極めて価格の
見合ったＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2粉末を確実に製造する。 【構成】 酸化ウラン、酸化プルトニウム及びウラン／
プルトニウム混合酸化物の群からなる出発酸化物を水性
炭酸アンモニウム溶液及び水性炭酸水素アンモニウム溶
液の群の少なくとも１溶液で処理することにより得られ
る炭酸アンモニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−
ウラニル−プルトニルを加熱し、ＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2
粉末を製造する。
うな副生成物を発生することなく、従って極めて価格の
見合ったＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2粉末を確実に製造する。 【構成】 酸化ウラン、酸化プルトニウム及びウラン／
プルトニウム混合酸化物の群からなる出発酸化物を水性
炭酸アンモニウム溶液及び水性炭酸水素アンモニウム溶
液の群の少なくとも１溶液で処理することにより得られ
る炭酸アンモニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−
ウラニル−プルトニルを加熱し、ＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2
粉末を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2粉
末を製造する方法に関する。
末を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】焼結可能のＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2を粉末
状で圧搾体に圧縮し、この圧搾体から焼結体を製造する
ことは公知である。これらの焼結体を核燃料として燃料
棒の被覆管に詰める。この燃料棒は原子炉用燃料要素に
まとめられる。これらの燃料要素を最終的に通常は軽水
炉である原子炉の炉心中に配置する。
状で圧搾体に圧縮し、この圧搾体から焼結体を製造する
ことは公知である。これらの焼結体を核燃料として燃料
棒の被覆管に詰める。この燃料棒は原子炉用燃料要素に
まとめられる。これらの燃料要素を最終的に通常は軽水
炉である原子炉の炉心中に配置する。
【０００３】炭酸アンモニウム−ウラニルを加熱するこ
とにより焼結可能のＵＯ2を得ることも既に一般的であ
る。この炭酸アンモニウム−ウラニルを水性炭酸アンモ
ニウム溶液から析出し、そこにガス状ＵＦ6を導く。そ
の際他の反応生成物としてアンモニウムフッ化物が生じ
る。
とにより焼結可能のＵＯ2を得ることも既に一般的であ
る。この炭酸アンモニウム−ウラニルを水性炭酸アンモ
ニウム溶液から析出し、そこにガス状ＵＦ6を導く。そ
の際他の反応生成物としてアンモニウムフッ化物が生じ
る。
【０００４】更に例えばＵＯ2、Ｕ3Ｏ8及びＵＯ3のよう
な酸化ウランを炭酸アンモニウム−ウラニルに変換し、
この炭酸アンモニウム−ウラニルから加熱により焼結可
能のＵＯ2粉末を得ることも既に一般的である。この場
合にも炭酸アンモニウム−ウラニルが水性炭酸アンモニ
ウム溶液中に析出する。この水性炭酸アンモニウム溶液
にこの目的のために水性窒化ウラニル溶液を添加する
と、副生成物として窒化アンモニウムが生じる。水性窒
化ウラニル溶液はもう一度この酸化ウランを硝酸に溶解
することによって得られる。それと共に副生成物として
含硝性ガス（ＮＯX）が生じる。
な酸化ウランを炭酸アンモニウム−ウラニルに変換し、
この炭酸アンモニウム−ウラニルから加熱により焼結可
能のＵＯ2粉末を得ることも既に一般的である。この場
合にも炭酸アンモニウム−ウラニルが水性炭酸アンモニ
ウム溶液中に析出する。この水性炭酸アンモニウム溶液
にこの目的のために水性窒化ウラニル溶液を添加する
と、副生成物として窒化アンモニウムが生じる。水性窒
化ウラニル溶液はもう一度この酸化ウランを硝酸に溶解
することによって得られる。それと共に副生成物として
含硝性ガス（ＮＯX）が生じる。
【０００５】この含硝性ガスは毒性があり、従って大気
中に放出してはならず、例えば窒素、水又は硝酸のよう
な無害物質に変換しなければならない。
中に放出してはならず、例えば窒素、水又は硝酸のよう
な無害物質に変換しなければならない。
【０００６】水性炭酸アンモニウム溶液から炭酸アンモ
ニウム−ウラニルが析出する際に副生成物として生じる
窒化アンモニウムは爆発性であり、従ってそれに対応す
る安全予防策を必要とする。酸化アンモニウムは例えば
合成肥料に加工できるし、また窒素及び水に熱分解する
こともできる。しかし後者は極めて費用を要し、価格が
割高である。合成肥料に加工するには使用される窒化ア
ンモニウム溶液を完全に除染する必要があり、このこと
もまた価格を高める原因となる。
ニウム−ウラニルが析出する際に副生成物として生じる
窒化アンモニウムは爆発性であり、従ってそれに対応す
る安全予防策を必要とする。酸化アンモニウムは例えば
合成肥料に加工できるし、また窒素及び水に熱分解する
こともできる。しかし後者は極めて費用を要し、価格が
割高である。合成肥料に加工するには使用される窒化ア
ンモニウム溶液を完全に除染する必要があり、このこと
もまた価格を高める原因となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、副生成物と
して含硝性ガス（ＮＯX）の発生も窒化アンモニウムの
発生も回避し、従って極めて価格の見合ったＵＯ2又は
Ｕ／ＰｕＯ2粉末を製造する確実な方法を提供すること
を課題とする。
して含硝性ガス（ＮＯX）の発生も窒化アンモニウムの
発生も回避し、従って極めて価格の見合ったＵＯ2又は
Ｕ／ＰｕＯ2粉末を製造する確実な方法を提供すること
を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１に
記載の方法により解決される。この方法は、炭酸アンモ
ニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−ウラニル−プ
ルトニルを酸化ウラン、酸化プルトニウム及びウラン−
プルトニウム混合酸化物の群からなる出発酸化物を直接
添加した水性炭酸アンモニウム溶液又は水性炭酸水素ア
ンモニウム溶液から析出させることができるという認識
から出発するものである。それにもかかわらず析出した
炭酸アンモニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−ウ
ラニル−プルトニルを加熱することにより焼結可能のＵ
Ｏ2粉末又はＵ／ＰｕＯ2混合酸化物の粉末を製造するこ
とができる。
記載の方法により解決される。この方法は、炭酸アンモ
ニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−ウラニル−プ
ルトニルを酸化ウラン、酸化プルトニウム及びウラン−
プルトニウム混合酸化物の群からなる出発酸化物を直接
添加した水性炭酸アンモニウム溶液又は水性炭酸水素ア
ンモニウム溶液から析出させることができるという認識
から出発するものである。それにもかかわらず析出した
炭酸アンモニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−ウ
ラニル−プルトニルを加熱することにより焼結可能のＵ
Ｏ2粉末又はＵ／ＰｕＯ2混合酸化物の粉末を製造するこ
とができる。
【０００９】しかしこの出発酸化物の処理は水性炭酸ア
ンモニウム又は炭酸水素アンモニウム溶液から例えばこ
の溶液を炭酸アンモニウム又は炭酸水素アンモニウムで
過飽和にするか又はこの溶液を冷却することにより炭酸
アンモニム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−ウラニル
−プルトニルを析出させ得るばかりでなく、この処理は
出発酸化物を水性炭酸アンモニウム又は炭酸水素アンモ
ニウム溶液で温浸することもできる。その際この固体で
はあるが粉末状の出発酸化物は極めて低濃度の水性炭酸
アンモニウム又は炭酸水素アンモニウム溶液と完全に混
和され、その結果炭酸アンモニウムウラニル又は炭酸ア
ンモニウム−ウラニル−プルトニルの溶解度積を常に上
回る。また固体の出発酸化物は十分には溶解せず、実際
には固体の状態で直ちに炭酸アンモニウム−ウラニル又
は炭酸アンモニウム−ウラニル−プルトニルに変換され
る。
ンモニウム又は炭酸水素アンモニウム溶液から例えばこ
の溶液を炭酸アンモニウム又は炭酸水素アンモニウムで
過飽和にするか又はこの溶液を冷却することにより炭酸
アンモニム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−ウラニル
−プルトニルを析出させ得るばかりでなく、この処理は
出発酸化物を水性炭酸アンモニウム又は炭酸水素アンモ
ニウム溶液で温浸することもできる。その際この固体で
はあるが粉末状の出発酸化物は極めて低濃度の水性炭酸
アンモニウム又は炭酸水素アンモニウム溶液と完全に混
和され、その結果炭酸アンモニウムウラニル又は炭酸ア
ンモニウム−ウラニル−プルトニルの溶解度積を常に上
回る。また固体の出発酸化物は十分には溶解せず、実際
には固体の状態で直ちに炭酸アンモニウム−ウラニル又
は炭酸アンモニウム−ウラニル−プルトニルに変換され
る。
【００１０】炭酸アンモニウム−ウラニル又は炭酸アン
モニウム−ウラニル−プルトニルを分離された母液は水
性炭酸アンモニウム溶液又は水性炭酸水素アンモニウム
からなり、出発酸化物の溶解に再び使用することができ
る。
モニウム−ウラニル−プルトニルを分離された母液は水
性炭酸アンモニウム溶液又は水性炭酸水素アンモニウム
からなり、出発酸化物の溶解に再び使用することができ
る。
【００１１】
【実施例】本発明を実施例及び次表に基づき以下に詳述
する。
する。
【００１２】
【表１】 例 添加物 酸化 濃度 媒体 溶解 （ｍｌ） ウラン （ｇＵ／１） 比 Ｈ2Ｏ2 温度 Ｕ：ＣＯ3 2- （ｍｌ） （℃） １ ２５０ ＵＯ3 ６０ １：５ −− ８０ ２ ２５０ ＵＯ3 ６０ １：５ −− ８０ ３ ２５０ ＵＯ2 ２０ １：５ ８．４ ７０ ４ ２５０ Ｕ3Ｏ8 ６０ １：１０ ２４ ８０ ５ １２５ ＵＯ3 ２００ １：８ −− ８０ ６ ２５０ ＵＯ3 １００ １：５ −− ７５ ７ ２５０ ＵＯ2 １７０ １：１０ ８４ ８０ ８ ２５０ Ｕ3Ｏ8 １７０ １：１０ ５０ ８０
【００１３】
【表２】 例 反応 塩濃度 結晶化 溶解温 時間 の上昇 温度 度時の （ｈ） （ｇ／ｌ） （℃） 残渣（％） １ ３．５ １００ｇＣＯ3 2- （６０） −− ５０ｇＮＨ4 + ２ ３．５ −− ２５ −− ３ ４ −− ２５ ８（ＵＯ3） ４ １２ −− ２５ −− ５ ２ −− −− １００（ＡＵＣ） ６ ２ −− −− １００（ＡＵＣ） ７ １２ −− −− １００（ＡＵＣ） ８ １２ −− −− １００（ＡＵＣ） ＡＵＣ＝Ａｍｍｏｎｉｕｍ−Ｕｒａｎｙｌ−Ｃａｒｂｏｎａｔ（炭酸アンモニウ ム−ウラニル）
【００１４】表は当該酸化ウランを水性炭酸アンモニウ
ム溶液でもまた水性炭酸水素アンモニウム溶液でも、更
にまたこれらの両溶液の混合液でも処理することに関す
るものである。使用された水性溶液のウランイオン又は
炭酸イオンの割合は“媒体”の欄に記載されている。
ム溶液でもまた水性炭酸水素アンモニウム溶液でも、更
にまたこれらの両溶液の混合液でも処理することに関す
るものである。使用された水性溶液のウランイオン又は
炭酸イオンの割合は“媒体”の欄に記載されている。
【００１５】表の例１では炭酸アンモニウム−ウラニル
の析出は水溶液中の塩濃度を約１００ｇの炭酸イオン及
び５０ｇのアンモニウムイオンに高めることにより得ら
れる。例２〜４の場合炭酸アンモニウム−ウラニルの析
出は溶液の温度を２５℃に降下することにより得られ
る。全ての例において製造された炭酸アンモニウム−ウ
ラニルは濾過される。例５〜８は当該酸化ウランを水溶
液で温浸することに関するものである。
の析出は水溶液中の塩濃度を約１００ｇの炭酸イオン及
び５０ｇのアンモニウムイオンに高めることにより得ら
れる。例２〜４の場合炭酸アンモニウム−ウラニルの析
出は溶液の温度を２５℃に降下することにより得られ
る。全ての例において製造された炭酸アンモニウム−ウ
ラニルは濾過される。例５〜８は当該酸化ウランを水溶
液で温浸することに関するものである。
【００１６】例３、４並びに７、８では溶液を更に当該
酸化ウラン用に酸化剤としてＨ2Ｏ2を添加するものであ
る。それにより当該酸化ウランの炭酸アンモニウム−ウ
ラニルへの変換は促進される。
酸化ウラン用に酸化剤としてＨ2Ｏ2を添加するものであ
る。それにより当該酸化ウランの炭酸アンモニウム−ウ
ラニルへの変換は促進される。
【００１７】本発明方法は有利にはウラン金属からなる
焼結可能のＵＯ2 粉末の製造に使用されるが、その分裂
可能の同位体235Ｕの濃縮は磁場中又は電界中でレーザ
光線を照射することにより拡大される。このような濃縮
ウラン金属は特にＵＯ3 に酸化するのに適しており、酸
化剤を含まないＵＯ3は水溶液で処理することができ
る。
焼結可能のＵＯ2 粉末の製造に使用されるが、その分裂
可能の同位体235Ｕの濃縮は磁場中又は電界中でレーザ
光線を照射することにより拡大される。このような濃縮
ウラン金属は特にＵＯ3 に酸化するのに適しており、酸
化剤を含まないＵＯ3は水溶液で処理することができ
る。
【００１８】本発明方法は、焼結体の製造の際に生じ、
焼結されたＵＯ2 からなり、通常は水溶液で処理する前
に白熱されてＵ3Ｏ8にされる焼結屑の再生にも極めて適
している。
焼結されたＵＯ2 からなり、通常は水溶液で処理する前
に白熱されてＵ3Ｏ8にされる焼結屑の再生にも極めて適
している。
【００１９】本表の実施例に基づき得られた炭酸アンモ
ニウム−ウラニルは燬焼、即ち加熱により水蒸気と水素
からなる混合物中で焼結可能のＵＯ2 粉末に変換され
る。
ニウム−ウラニルは燬焼、即ち加熱により水蒸気と水素
からなる混合物中で焼結可能のＵＯ2 粉末に変換され
る。
【００２０】前記の表に基づく実施例と同様に出発酸化
物としてＵ／Ｐｕ混合酸化物を使用した場合でも焼結可
能のＵ／ＰｕＯ2 混合酸化物粉末が得られる。
物としてＵ／Ｐｕ混合酸化物を使用した場合でも焼結可
能のＵ／ＰｕＯ2 混合酸化物粉末が得られる。
【００２１】この焼結可能のＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2粉末
は圧搾体に圧縮可能である。この圧搾体は最終的に燃料
棒用の焼結体に熱処理される。
は圧搾体に圧縮可能である。この圧搾体は最終的に燃料
棒用の焼結体に熱処理される。
Claims (7)
- 【請求項１】 酸化ウラン、酸化プルトニウム及びウラ
ン−プルトニウム混合酸化物の群からなる出発酸化物を
水性炭酸アンモニウム溶液及び水性炭酸水素アンモニウ
ム溶液の群の少なくとも１溶液で処理することにより得
られる炭酸アンモニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウ
ム−ウラニル−プルトニルの加熱、特に燬焼によりＵＯ
2又はＵ／ＰｕＯ2粉末を製造する方法。 - 【請求項２】 出発酸化物を上記溶液に溶かし、炭酸ア
ンモニウム−ウラニル又は炭酸アンモニウム−ウラニル
−プルトニルをこの溶液から濾過及び濾別することを特
徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 上記溶液で出発酸化物を温浸することに
より炭酸アンモニウム−ウラニル及び炭酸アンモニウム
−ウラニル−プルトニルを得ることを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項４】 235Ｕのウラン金属の濃縮をレーザ光線
の照射により拡大し、引続きこのウラン金属を出発ウラ
ン酸化物に酸化することを特徴とする請求項１ないし３
の１つに記載の方法。 - 【請求項５】 出発酸化物として焼結屑を水性の炭酸ア
ンモニウム又は炭酸水素アンモニウム溶液で処理するこ
とを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の方法。 - 【請求項６】 炭酸アンモニウム−ウラニル又は炭酸ア
ンモニウム−ウラニル−プルトニルの加熱により得られ
るＵＯ2又はＵ／ＰｕＯ2粉末を圧搾体に圧縮し、これを
焼結体に焼結させることを特徴とする請求項１ないし５
の１つに記載の方法。 - 【請求項７】 出発酸化物のために溶液に酸化剤を添加
することを特徴とする請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT92116198.0 | 1992-09-22 | ||
| EP92116198A EP0589076B1 (de) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Verfahren zum Herstellen von UO2-oder U/PuO2-Pulver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199526A true JPH06199526A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=8210036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5256527A Withdrawn JPH06199526A (ja) | 1992-09-22 | 1993-09-20 | ＵＯ２ 又はＵ／ＰｕＯ２ 粉末の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5417943A (ja) |
| EP (1) | EP0589076B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06199526A (ja) |
| DE (1) | DE59204950D1 (ja) |
| ES (1) | ES2082312T3 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5698173A (en) * | 1996-06-21 | 1997-12-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Purification of uranium alloys by differential solubility of oxides and production of purified fuel precursors |
| US6228337B1 (en) | 1998-12-02 | 2001-05-08 | Cameco Corporation | Method for reducing uranium trioxide |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2992887A (en) * | 1952-09-25 | 1961-07-18 | Thunaes Arvid | Leaching of uranium ores using alkaline carbonates and bicarbonates at atmospheric pressure |
| US2896930A (en) * | 1954-06-10 | 1959-07-28 | Nuclear Dev Corp Of America | Method of recovering uranium from underground deposit |
| CA933336A (en) * | 1970-07-21 | 1973-09-11 | Vietzke Horst | Method of preparing uranium dioxide powder |
| US3860289A (en) * | 1972-10-26 | 1975-01-14 | United States Steel Corp | Process for leaching mineral values from underground formations in situ |
| US3906081A (en) * | 1973-05-31 | 1975-09-16 | Exxon Nuclear Co Inc | Fluidized reactor reduction of UF{HD 6 {B to UO{HD 2 |
| GB1445624A (en) * | 1973-08-16 | 1976-08-11 | Apv Co Ltd | Gaskets for plate heat exchangers |
| US3963828A (en) * | 1973-09-06 | 1976-06-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Manufacture of uranium dioxide powder |
| DE2811959C3 (de) * | 1978-03-18 | 1980-09-25 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung von (U/Pu)02 -Mischkristallen |
| US4292279A (en) * | 1979-04-19 | 1981-09-29 | Phillips Petroleum Co. | Production of high purity uranium compounds from crude yellow cake |
| DE3038807A1 (de) * | 1980-10-14 | 1982-06-03 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zum aufloesen schwerloeslicher thorium- und/oder plutoiumoxide |
| SE427105B (sv) * | 1981-01-23 | 1983-03-07 | Asea Atom Ab | Sett att atervinna och ateranvenda ammoniak och koldioxid i en anleggning for framstellning av kernreaktorbrensle ur uranhexafluorid |
| DE3245051C2 (de) * | 1982-12-06 | 1986-09-25 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zum Herstellen von PuO↓2↓-haltigen Kristallen |
| SE441438B (sv) * | 1984-02-27 | 1985-10-07 | Asea Atom Ab | Sett att framstella ammoniumuranylkarbonat |
| US4871479A (en) * | 1986-03-25 | 1989-10-03 | Comurhex Societe Pour La Conversion De L'uranium En Metal Et Hexafluorure | Process for producing sintered mixed oxides which are soluble in nitric acid from solutions of nitrates |
| JP2689557B2 (ja) * | 1988-12-27 | 1997-12-10 | 三菱マテリアル株式会社 | Ｕｏ▲下２▼ペレットの製造方法 |
| US5139709A (en) * | 1991-02-04 | 1992-08-18 | Institute Of Nuclear Energy Research, Chinese Atomic Energy Council, Taiwan | Process for converting uranyl compounds to UO2 via ADU |
-
1992
- 1992-09-22 EP EP92116198A patent/EP0589076B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-22 ES ES92116198T patent/ES2082312T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-22 DE DE59204950T patent/DE59204950D1/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-20 JP JP5256527A patent/JPH06199526A/ja not_active Withdrawn
- 1993-09-22 US US08/125,552 patent/US5417943A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5417943A (en) | 1995-05-23 |
| ES2082312T3 (es) | 1996-03-16 |
| EP0589076A1 (de) | 1994-03-30 |
| EP0589076B1 (de) | 1996-01-03 |
| DE59204950D1 (de) | 1996-02-15 |
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