JPH0637305B2 - Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 - Google Patents
Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法Info
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- JPH0637305B2 JPH0637305B2 JP1080885A JP8088589A JPH0637305B2 JP H0637305 B2 JPH0637305 B2 JP H0637305B2 JP 1080885 A JP1080885 A JP 1080885A JP 8088589 A JP8088589 A JP 8088589A JP H0637305 B2 JPH0637305 B2 JP H0637305B2
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- 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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、原子炉燃料ペレットの原料となるＵＯ２粉末
の製造方法に係わり、特に、得られるＵＯ２粉末の活性
度を向上させるための改良に関する。
の製造方法に係わり、特に、得られるＵＯ２粉末の活性
度を向上させるための改良に関する。
「従来の技術」 ＵＦ６を原子炉用燃料ペレットの製造に適したＵＯ２粉
末に変換する方法としては、ＡＤＵ法が広く知られてい
る。
末に変換する方法としては、ＡＤＵ法が広く知られてい
る。
このＡＤＵ法は一般に、ＵＦ６ガスと水との反応により
得たＵＯ２Ｆ２水溶液をアンモニアと反応させてＡＤＵ
を沈澱させ、このＡＤＵをろ過・乾燥した後、さらに熔
焼・還元してＵＯ２粉末に変換する方法である。
得たＵＯ２Ｆ２水溶液をアンモニアと反応させてＡＤＵ
を沈澱させ、このＡＤＵをろ過・乾燥した後、さらに熔
焼・還元してＵＯ２粉末に変換する方法である。
ところが、このＡＤＵ法で製造されたＵＯ２粉末は、比
表面積が２m2／ｇ程度で、比較的活性度が小さく、ペレ
ットに加工するためには通常１７００℃程度の高温で焼
結する必要があり、製造コストがかかる欠点を有してい
た。
表面積が２m2／ｇ程度で、比較的活性度が小さく、ペレ
ットに加工するためには通常１７００℃程度の高温で焼
結する必要があり、製造コストがかかる欠点を有してい
た。
一方、ＡＤＵ法には硝酸ウラニル（ＵＮ）を原料とする
方法もある。その代表例は、ＵＦ６ガスを脱フッ素作用
のある硝酸塩、例えばＡｌ（ＮＯ３）３の水溶液と反応
させてＵＮ水溶液に変換した後、これを溶媒抽出で精製
し、ＡＤＵの原料とする方法である。また別に、ペレッ
ト成形時に生じるスクラップウランを硝酸に溶解してＵ
Ｎ水溶液とし、これをＡＤＵの原料としてリサイクルす
る方法もある。
方法もある。その代表例は、ＵＦ６ガスを脱フッ素作用
のある硝酸塩、例えばＡｌ（ＮＯ３）３の水溶液と反応
させてＵＮ水溶液に変換した後、これを溶媒抽出で精製
し、ＡＤＵの原料とする方法である。また別に、ペレッ
ト成形時に生じるスクラップウランを硝酸に溶解してＵ
Ｎ水溶液とし、これをＡＤＵの原料としてリサイクルす
る方法もある。
いずれにせよ、ＵＮ水溶液を原料とする方法は、前述の
ＵＯ２Ｆ２水溶液を原料とする方法に比して、活性度の
高いＵＯ２粉末を製造することが比較的容易である。そ
して、このような活性度の大きい粉末を原料としてペレ
ットを製造すると、１５００℃以下の低温での焼結が可
能となり、製造コスト軽減が図れるばかりでなく、結晶
粒径が気孔率等の結晶組織のコントロールが容易にな
り、ペレットの性能向上を図ることができるという利点
を有している。
ＵＯ２Ｆ２水溶液を原料とする方法に比して、活性度の
高いＵＯ２粉末を製造することが比較的容易である。そ
して、このような活性度の大きい粉末を原料としてペレ
ットを製造すると、１５００℃以下の低温での焼結が可
能となり、製造コスト軽減が図れるばかりでなく、結晶
粒径が気孔率等の結晶組織のコントロールが容易にな
り、ペレットの性能向上を図ることができるという利点
を有している。
「発明が解決すべき課題」 しかし、上記のＵＮ水溶液を原料とする方法において
も、十分な高活性度を有するＵＯ２粉末を得るには、Ｕ
Ｎ水溶液の作製からＡＤＵの熔焼・還元に至る一連の製
造条件、例えば、ＵＮ水溶液中のＵ濃度、ＮＨ３／Ｕモ
ル比、熔焼・還元温度等を狭い範囲に制御する必要があ
り、製造上の自由度が小さく、制御が難しいという欠点
を有していた。
も、十分な高活性度を有するＵＯ２粉末を得るには、Ｕ
Ｎ水溶液の作製からＡＤＵの熔焼・還元に至る一連の製
造条件、例えば、ＵＮ水溶液中のＵ濃度、ＮＨ３／Ｕモ
ル比、熔焼・還元温度等を狭い範囲に制御する必要があ
り、製造上の自由度が小さく、制御が難しいという欠点
を有していた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＵＮ水
溶液生成から熔焼・還元に至る製造条件の自由度を高
め、活性度が大きいＵＯ２粉末の製造をより容易に行な
うことができる方法を提供することを課題としている。
溶液生成から熔焼・還元に至る製造条件の自由度を高
め、活性度が大きいＵＯ２粉末の製造をより容易に行な
うことができる方法を提供することを課題としている。
「課題を解決するための手段」 以下、本発明に係わるＵＯ２粉末の製造方法を具体的に
説明する。
説明する。
この方法は、ＵＮ水溶液に過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を
添加して溶液の液性を調製することを特徴としている。
添加して溶液の液性を調製することを特徴としている。
ＵＮ水溶液中にＨ２Ｏ２を添加することにより、最終的
に得られるＵＯ２粉末の活性度が高められることが本発
明者らの実験から判明した。
に得られるＵＯ２粉末の活性度が高められることが本発
明者らの実験から判明した。
すなわち、Ｈ２Ｏ２を添加したＵＮ水溶液とアンモニア
との反応で得られるＡＤＵは、Ｈ２Ｏ２を添加しない場
合に比べて一次粒子が小さく、このため、ＵＯ２粉末の
活性度はＨ２Ｏ２を添加した場合の方が大きくなる。そ
してこの傾向は、Ｈ２Ｏ２の添加量の増加とともに顕著
になる。
との反応で得られるＡＤＵは、Ｈ２Ｏ２を添加しない場
合に比べて一次粒子が小さく、このため、ＵＯ２粉末の
活性度はＨ２Ｏ２を添加した場合の方が大きくなる。そ
してこの傾向は、Ｈ２Ｏ２の添加量の増加とともに顕著
になる。
したがって、ＡＤＵの生成時に、ＵＮ水溶液にＨ２Ｏ２
を添加することにより、ＵＯ２粉末の活性度を高めるこ
とが可能で、その分、製造条件の許容範囲を広げ、製造
上の自由度を大きくして条件制御を容易化することがで
き、ひいては製造コストの削減が図れる。
を添加することにより、ＵＯ２粉末の活性度を高めるこ
とが可能で、その分、製造条件の許容範囲を広げ、製造
上の自由度を大きくして条件制御を容易化することがで
き、ひいては製造コストの削減が図れる。
ただしＨ２Ｏ２の添加量を大きくし過ぎると、ＵＮ水溶
液中に過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の沈澱が析出すること
が判明しており、これは製品の不均一化に繋がり好まし
くない。
液中に過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の沈澱が析出すること
が判明しており、これは製品の不均一化に繋がり好まし
くない。
この問題について本発明者らが検討したところ、ＵＰＯ
の沈澱が生じた場合には、Ｈ２Ｏ２とともにフッ酸（Ｈ
Ｆ）を添加し、ＵＰＯを再溶解させるのが有効であるこ
とがわかった。ただしこの場合にも、ＨＦの過剰に添加
すると生成するＡＤＵの一次粒子は不活性なものになる
ため、ＨＦの添加量はＵＰＯを再溶解させるのに必要最
小限な量に抑えるべきである。
の沈澱が生じた場合には、Ｈ２Ｏ２とともにフッ酸（Ｈ
Ｆ）を添加し、ＵＰＯを再溶解させるのが有効であるこ
とがわかった。ただしこの場合にも、ＨＦの過剰に添加
すると生成するＡＤＵの一次粒子は不活性なものになる
ため、ＨＦの添加量はＵＰＯを再溶解させるのに必要最
小限な量に抑えるべきである。
「実施例」 次に、実施例を挙げて本発明の効果を実証する。
ＵＮ結晶を水に溶解して、ウラン濃度が３００gU／の
水溶液とした後、Ｈ２Ｏ２をこの水溶液中のウラン１モ
ルに対して０．０１〜０．１０モルの割合で添加した。
この時、ＵＰＯの沈澱が析出した場合にはＨＦをさらに
添加してＵＰＯを再溶解させた。
水溶液とした後、Ｈ２Ｏ２をこの水溶液中のウラン１モ
ルに対して０．０１〜０．１０モルの割合で添加した。
この時、ＵＰＯの沈澱が析出した場合にはＨＦをさらに
添加してＵＰＯを再溶解させた。
こうして調製したＵＮ水溶液に、アンモニア水をｐＨ１
０を越えるまで撹拌しながら急速に添加してＡＤＵを生
成させた。次いで、このＡＤＵをろ過、乾燥した後、熔
焼・還元してＵＯ２粉末を得た。
０を越えるまで撹拌しながら急速に添加してＡＤＵを生
成させた。次いで、このＡＤＵをろ過、乾燥した後、熔
焼・還元してＵＯ２粉末を得た。
一方、比較のために、Ｈ２Ｏ２等を添加しないＵＮ水溶
液の原液から前記同様の条件でＡＤＵを生成し、さらに
ＵＯ２粉末を得た。
液の原液から前記同様の条件でＡＤＵを生成し、さらに
ＵＯ２粉末を得た。
第１表は、ＵＮ水溶液中のウラン１モル当たりに対する
Ｈ２Ｏ２／ＨＦの添加量、および最終的に得られたＵＯ
２粉末の比表面積を示している。
Ｈ２Ｏ２／ＨＦの添加量、および最終的に得られたＵＯ
２粉末の比表面積を示している。
第１表から明らかなように、ＵＮ水溶液へのＨ２Ｏ２添
加量を増やしていくと、ＵＯ２粉末の比表面積が増大
し、活性度が高まった。
加量を増やしていくと、ＵＯ２粉末の比表面積が増大
し、活性度が高まった。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わるＵＯ２粉末の製造
方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
ＡＤＵ生成前のＵＮ水溶液にＨ２Ｏ２を添加するこ
とにより、生成するＡＤＵの一次粒子を小さくすること
ができ、比表面積が大きく活性度の高いＵＯ２粉末を製
造することが可能である。これにより、高活性度のＵＯ
２粉末を得るための製造条件の許容範囲が従来法に比し
て広くなり、反応条件の制御を容易化できる。
とにより、生成するＡＤＵの一次粒子を小さくすること
ができ、比表面積が大きく活性度の高いＵＯ２粉末を製
造することが可能である。これにより、高活性度のＵＯ
２粉末を得るための製造条件の許容範囲が従来法に比し
て広くなり、反応条件の制御を容易化できる。
Ｈ２Ｏ２とともにＨＦを添加した場合には、過剰の
Ｈ２Ｏ２により生じる過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の析出
を防止し、ＵＯ２粉末の不均質化を防げる。
Ｈ２Ｏ２により生じる過酸化ウラニル（ＵＰＯ）の析出
を防止し、ＵＯ２粉末の不均質化を防げる。
Claims (2)
- 【請求項１】硝酸ウラニル（ＵＮ）水溶液からＡＤＵを
経由してＵＯ２粉末を製造するＵＯ２粉末の製造方法に
おいて、 前記ＵＮ水溶液にＨ２Ｏ２を添加した後、アンモニアを
添加してＡＤＵを生成させることを特徴とするＵＯ２粉
末の製造方法。 - 【請求項２】前記Ｈ２Ｏ２を添加する際に、ＨＦを共に
添加することを特徴とする第１項記載のＵＯ２粉末の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080885A JPH0637305B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080885A JPH0637305B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02258630A JPH02258630A (ja) | 1990-10-19 |
| JPH0637305B2 true JPH0637305B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=13730800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1080885A Expired - Lifetime JPH0637305B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Ｕｏ▲下２▼粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637305B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1080885A patent/JPH0637305B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02258630A (ja) | 1990-10-19 |
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