JPH0657352A - クリスタルバージルコニウムからなる部材の製造方法 - Google Patents
クリスタルバージルコニウムからなる部材の製造方法Info
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- JPH0657352A JPH0657352A JP21441792A JP21441792A JPH0657352A JP H0657352 A JPH0657352 A JP H0657352A JP 21441792 A JP21441792 A JP 21441792A JP 21441792 A JP21441792 A JP 21441792A JP H0657352 A JPH0657352 A JP H0657352A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、ヨウ化物法によってジルコニウム
からなる基体上にジルコニウムを析出させるクリスタル
バージルコニウムからなる部材の製造方法において、中
空管形状の基体にクリスタルバージルコニウムを析出さ
せることを特徴とするクリスタルバージルコニウムから
なる部材の製造方法である。 【効果】 本発明の製造方法によれば燃料被覆管の内筒
として優れた性質を示す酸素不純物量の少ないクリスタ
ルバージルコニウムよりなる部材を生産できる。
からなる基体上にジルコニウムを析出させるクリスタル
バージルコニウムからなる部材の製造方法において、中
空管形状の基体にクリスタルバージルコニウムを析出さ
せることを特徴とするクリスタルバージルコニウムから
なる部材の製造方法である。 【効果】 本発明の製造方法によれば燃料被覆管の内筒
として優れた性質を示す酸素不純物量の少ないクリスタ
ルバージルコニウムよりなる部材を生産できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジルコニウム合金から
なる管の内面に純ジルコニウムをライニングした構成の
原子炉用核燃料被覆管に用いる、クリスタルバージルコ
ニウムからなる部材の製造方法に係る。
なる管の内面に純ジルコニウムをライニングした構成の
原子炉用核燃料被覆管に用いる、クリスタルバージルコ
ニウムからなる部材の製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】酸化ウランあるいは、酸化プルトニウム
等を含有した原子炉用の核燃料ペレットを装填する燃料
被覆管として、ジルコニウム合金からなる被覆管の内面
に純ジルコニウムをライニングした構成の燃料被覆管
は、原子炉の急速な立上りや負荷変動などの過酷な運転
条件下においても、核燃料ペレットとの機械的な相互作
用、核分裂生成物による応力腐食割れ（ＳＣＣ）が少な
いという良好な特性を有している。
等を含有した原子炉用の核燃料ペレットを装填する燃料
被覆管として、ジルコニウム合金からなる被覆管の内面
に純ジルコニウムをライニングした構成の燃料被覆管
は、原子炉の急速な立上りや負荷変動などの過酷な運転
条件下においても、核燃料ペレットとの機械的な相互作
用、核分裂生成物による応力腐食割れ（ＳＣＣ）が少な
いという良好な特性を有している。
【０００３】このような構成の燃料被覆管は、通常、純
ジルコニウムからなる内筒と、ジルカロイ−２などのジ
ルコニウム合金からなる外筒とを組み合わせることによ
って製造される。例えば、特開昭56-128493 号公報に
は、上記内筒及び外筒とを嵌合させ複合ビレットとし、
真空中でこの複合ビレットの両端面の境界部分を溶接接
合し、その後一体押し出しの製管工程を行うことにより
燃料被覆管を得る方法が開示されている。純ジルコニウ
ムからなる内筒の材料としては、現在、スポンジジルコ
ニウムが用いられている。スポンジジルコニウムは、
ジルコニウムからなる内筒と、ジルカロイ−２などのジ
ルコニウム合金からなる外筒とを組み合わせることによ
って製造される。例えば、特開昭56-128493 号公報に
は、上記内筒及び外筒とを嵌合させ複合ビレットとし、
真空中でこの複合ビレットの両端面の境界部分を溶接接
合し、その後一体押し出しの製管工程を行うことにより
燃料被覆管を得る方法が開示されている。純ジルコニウ
ムからなる内筒の材料としては、現在、スポンジジルコ
ニウムが用いられている。スポンジジルコニウムは、
【０００４】
【化１】ＺｒＣｌ2 ＋Ｍｇ→Ｚｒ＋ＭｇＣｌ2 の反応により得られる純ジルコニウムで、工業的には直
径数ｍの円柱塊状のジルコニウム材が安価に生産されて
いる。スポンジジルコニウム材は部分的に約500ppm〜30
00ppm の酸素不純物を含有している。純ジルコニウムは
純度が高い方が軟らかく燃料被覆管の内筒に用いた場合
の耐ＳＣＣ性に優れているため、スポンジジルコニウム
材のうち約500ppmの低酸素部分を選別し、さらに中空管
形状に機械加工して燃料被覆管の内筒として用いてい
る。一方、クリスタルバージルコニウムは酸素不純物濃
度が約100ppm台と低く、燃料被覆管用の純ジルコニウム
としてスポンジジルコニウムより性能が高い。
径数ｍの円柱塊状のジルコニウム材が安価に生産されて
いる。スポンジジルコニウム材は部分的に約500ppm〜30
00ppm の酸素不純物を含有している。純ジルコニウムは
純度が高い方が軟らかく燃料被覆管の内筒に用いた場合
の耐ＳＣＣ性に優れているため、スポンジジルコニウム
材のうち約500ppmの低酸素部分を選別し、さらに中空管
形状に機械加工して燃料被覆管の内筒として用いてい
る。一方、クリスタルバージルコニウムは酸素不純物濃
度が約100ppm台と低く、燃料被覆管用の純ジルコニウム
としてスポンジジルコニウムより性能が高い。
【０００５】クリスタルバージルコニウムの製造方法と
してヨウ化物法がある。ヨウ化物法は容器内にヨウ化ジ
ルコニウム（ＺｒＩ4 ）合成域とＺｒＩ4 熱分解域とを
共存させた化学輸送反応法である。
してヨウ化物法がある。ヨウ化物法は容器内にヨウ化ジ
ルコニウム（ＺｒＩ4 ）合成域とＺｒＩ4 熱分解域とを
共存させた化学輸送反応法である。
【０００６】すなわち、容器内を約250 ℃〜600 ℃の温
度範囲に保ち、さらに前記容器内に設置したスポンジジ
ルコニウムの存在下で前記容器内にＩ2 ガスを供給する
ことにより、以下の反応が起こりＺｒＩ4 が生成する。
（ＺｒＩ4 合成域）
度範囲に保ち、さらに前記容器内に設置したスポンジジ
ルコニウムの存在下で前記容器内にＩ2 ガスを供給する
ことにより、以下の反応が起こりＺｒＩ4 が生成する。
（ＺｒＩ4 合成域）
【０００７】
【化２】Ｚｒ＋２Ｉ2 →ＺｒＩ4 （１）
【０００８】一方、前記容器内に設置したジルコニウム
からなる細いフィラメントに直接通電して約1100℃〜15
00℃の温度範囲で加熱すると、以下に示す反応により
（１）で生成したＺｒＩ4 が熱分解し、フィラメント上
に純ジルコニウムが析出する。（ＺｒＩ4 熱分解域）
からなる細いフィラメントに直接通電して約1100℃〜15
00℃の温度範囲で加熱すると、以下に示す反応により
（１）で生成したＺｒＩ4 が熱分解し、フィラメント上
に純ジルコニウムが析出する。（ＺｒＩ4 熱分解域）
【０００９】
【化３】ＺｒＩ4 →２Ｉ2 ＋Ｚｒ （２） 最終的にはフィラメントの周囲に純度の高いクリスタル
バージルコニウムが析出し、円柱状のクリスタルバージ
ルコニウム材が得られる。
バージルコニウムが析出し、円柱状のクリスタルバージ
ルコニウム材が得られる。
【００１０】ところが、上記の方法であるとフィラメン
ト上でのジルコニウムの析出に時間がかかる上、基体で
あるフィラメントは最初は細線であるが、反応の進行に
伴い基体の径が増大し、電気抵抗が変化して容器内及び
基体の温度制御が難しくなるため、太い径のクリスタル
バージルコニウム材を得ることは不可能であった。
ト上でのジルコニウムの析出に時間がかかる上、基体で
あるフィラメントは最初は細線であるが、反応の進行に
伴い基体の径が増大し、電気抵抗が変化して容器内及び
基体の温度制御が難しくなるため、太い径のクリスタル
バージルコニウム材を得ることは不可能であった。
【００１１】したがって、ある程度の太い径を必要とす
る燃料被覆管用の内筒を製造する場合は、上記の方法で
得られた細径のクリスタルバージルコニウム材を一旦Ｅ
Ｂ溶解し、再凝固させることにより必要な径を有する円
柱状のクリスタルバージルコニウム材を得ていた。さら
に、燃料被覆管の内筒を得る際は、上記の方法で得られ
た円柱状のクリスタルバージルコニウム材を内部くりぬ
き加工によって中空管形状にしていた。
る燃料被覆管用の内筒を製造する場合は、上記の方法で
得られた細径のクリスタルバージルコニウム材を一旦Ｅ
Ｂ溶解し、再凝固させることにより必要な径を有する円
柱状のクリスタルバージルコニウム材を得ていた。さら
に、燃料被覆管の内筒を得る際は、上記の方法で得られ
た円柱状のクリスタルバージルコニウム材を内部くりぬ
き加工によって中空管形状にしていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、純ジルコ
ニウムからなる燃料被覆管の内筒を純度の高いクリスタ
ルバージルコニウムを用いて製造する場合、前述した従
来の製造方法であると、クリスタルバージルコニウム材
を一旦ＥＢ溶解すると、得られるクリスタルバージルコ
ニウム材中に含まれる酸素不純物量がＥＢ溶解前のクリ
スタルバージルコニウム材に比して多くなってしまって
いた。
ニウムからなる燃料被覆管の内筒を純度の高いクリスタ
ルバージルコニウムを用いて製造する場合、前述した従
来の製造方法であると、クリスタルバージルコニウム材
を一旦ＥＢ溶解すると、得られるクリスタルバージルコ
ニウム材中に含まれる酸素不純物量がＥＢ溶解前のクリ
スタルバージルコニウム材に比して多くなってしまって
いた。
【００１３】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、燃料被覆管の内筒となる部材を得る
際、得られる部材中に含まれる酸素不純物量が少ない高
性能のクリスタルバージルコニウムからなる部材の製造
方法を提供することを目的としている。
なされたもので、燃料被覆管の内筒となる部材を得る
際、得られる部材中に含まれる酸素不純物量が少ない高
性能のクリスタルバージルコニウムからなる部材の製造
方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヨウ化ジルコ
ニウムをジルコニウムからなる基体上で熱分解し基体上
にクリスタルバージルコニウムを析出させるクリスタル
バージルコニウムの製造方法において、前記基体が中空
管形状であることを特徴とするクリスタルバージルコニ
ウムからなる部材の製造方法である。
ニウムをジルコニウムからなる基体上で熱分解し基体上
にクリスタルバージルコニウムを析出させるクリスタル
バージルコニウムの製造方法において、前記基体が中空
管形状であることを特徴とするクリスタルバージルコニ
ウムからなる部材の製造方法である。
【００１５】すなわち本発明は、ヨウ化物法を用いて純
ジルコニウムからなる中空管形状の基体上にクリスタル
バージルコニウムを析出させ、中空管形状のクリスタル
バージルコニウムよりなる部材を得るものである。以
下、図１を用いて本発明を説明する。
ジルコニウムからなる中空管形状の基体上にクリスタル
バージルコニウムを析出させ、中空管形状のクリスタル
バージルコニウムよりなる部材を得るものである。以
下、図１を用いて本発明を説明する。
【００１６】図１は、クリスタルバージルコニウムから
なる部材の製造装置の一例を示す概略図である。反応容
器１には、反応容器１内部を外部から加熱できる外部加
熱ヒータ２及び反応容器１内を真空排気できる機構７、
８が設置されている。反応容器１内には、純ジルコニウ
ムからなり中空管形状であるジルコニウム析出管３、及
びスポンジジルコニウムの塊４が設けられている。ジル
コニウム析出管３内には内部加熱ヒータ５が設けられ、
ジルコニウム析出管３を間接加熱することができる。ま
た、内部加熱ヒータ５の保護のため、ジルコニウム析出
管３内は機構８により真空排気されている。また、Ｚｒ
Ｉ4 蒸発器６からＺｒＩ4 が反応容器１内に供給されて
いる。容器１内は外部加熱ヒータ２で約250 ℃〜600 ℃
に、またジルコニウム析出管３は約1100℃〜1500℃に加
熱する。
なる部材の製造装置の一例を示す概略図である。反応容
器１には、反応容器１内部を外部から加熱できる外部加
熱ヒータ２及び反応容器１内を真空排気できる機構７、
８が設置されている。反応容器１内には、純ジルコニウ
ムからなり中空管形状であるジルコニウム析出管３、及
びスポンジジルコニウムの塊４が設けられている。ジル
コニウム析出管３内には内部加熱ヒータ５が設けられ、
ジルコニウム析出管３を間接加熱することができる。ま
た、内部加熱ヒータ５の保護のため、ジルコニウム析出
管３内は機構８により真空排気されている。また、Ｚｒ
Ｉ4 蒸発器６からＺｒＩ4 が反応容器１内に供給されて
いる。容器１内は外部加熱ヒータ２で約250 ℃〜600 ℃
に、またジルコニウム析出管３は約1100℃〜1500℃に加
熱する。
【００１７】以上の構成の装置内で、前記（２）の反応
によりジルコニウム析出管３を基体としてその表面にク
リスタルバージルコニウムが析出する。（２）の反応に
より生成したＩ2 ガスはスポンジジルコニウム塊４と前
記（１）の反応によりＺｒＩ4 を生成し、再びジルコニ
ウム析出管３上の（２）の反応に用いられる。
によりジルコニウム析出管３を基体としてその表面にク
リスタルバージルコニウムが析出する。（２）の反応に
より生成したＩ2 ガスはスポンジジルコニウム塊４と前
記（１）の反応によりＺｒＩ4 を生成し、再びジルコニ
ウム析出管３上の（２）の反応に用いられる。
【００１８】言うまでもなくＺｒＩ4 の代わりにＩ2 ガ
スを供給しても反応は進行するが、ＺｒＩ4 を供給した
方がクリスタルバージルコニウムの析出の効率が良く、
工業的に有利である。
スを供給しても反応は進行するが、ＺｒＩ4 を供給した
方がクリスタルバージルコニウムの析出の効率が良く、
工業的に有利である。
【００１９】反応容器１内は上部から真空排気すること
により未反応のＩ2 ガスが除去され、ＺｒＩ4 が連続的
に反応容器１内に供給される。上記反応は、クリスタル
バージルコニウムが所定の厚さに析出したときに停止す
ればよい。ジルコニウム析出管上に析出させるクリスタ
ルバージルコニウムはその外径が、燃料被覆管の内筒の
外径となるまで反応を生じさせれば良い。
により未反応のＩ2 ガスが除去され、ＺｒＩ4 が連続的
に反応容器１内に供給される。上記反応は、クリスタル
バージルコニウムが所定の厚さに析出したときに停止す
ればよい。ジルコニウム析出管上に析出させるクリスタ
ルバージルコニウムはその外径が、燃料被覆管の内筒の
外径となるまで反応を生じさせれば良い。
【００２０】ジルコニウム析出管３は、純ジルコニウム
からなるものを用いる。クリスタルバージルコニウム材
を中空管形状に加工し、圧延して用いても良いし、スポ
ンジジルコニウム材を同様に加工したものでも良い。ク
リスタルバージルコニウムからなるジルコニウム析出管
を用いる場合、該析出管の内径を燃料被覆管の内筒の内
径となるようにすればよい。
からなるものを用いる。クリスタルバージルコニウム材
を中空管形状に加工し、圧延して用いても良いし、スポ
ンジジルコニウム材を同様に加工したものでも良い。ク
リスタルバージルコニウムからなるジルコニウム析出管
を用いる場合、該析出管の内径を燃料被覆管の内筒の内
径となるようにすればよい。
【００２１】一方、スポンジジルコニウムからなるジル
コニウム析出管３を用いる場合、得られる部材には内側
にスポンジジルコニウムが存在することになるので、そ
の際は機械加工を施してスポンジジルコニウムを除去す
る方法を用いても良い。
コニウム析出管３を用いる場合、得られる部材には内側
にスポンジジルコニウムが存在することになるので、そ
の際は機械加工を施してスポンジジルコニウムを除去す
る方法を用いても良い。
【００２２】燃料被覆管を得るためには、得られた中空
形状のクリスタルバージルコニウムからなる部材を内筒
とし、これをジルコニウム合金製外筒ビレットの中に嵌
合して両端面の境界を電子ビームで溶接することにより
複合ビレットとする。内筒の外面はクリスタルバージル
コニウムを析出させた後、所定の寸法に機械研削すると
外筒と嵌合したときに良く嵌合する。複合ビレットは熱
間圧延により複合素管とし、さらに外表面に熱処理を行
い冷間圧延と焼鈍を複数回繰り返して原子炉用の燃料被
覆管とする。
形状のクリスタルバージルコニウムからなる部材を内筒
とし、これをジルコニウム合金製外筒ビレットの中に嵌
合して両端面の境界を電子ビームで溶接することにより
複合ビレットとする。内筒の外面はクリスタルバージル
コニウムを析出させた後、所定の寸法に機械研削すると
外筒と嵌合したときに良く嵌合する。複合ビレットは熱
間圧延により複合素管とし、さらに外表面に熱処理を行
い冷間圧延と焼鈍を複数回繰り返して原子炉用の燃料被
覆管とする。
【００２３】
【作用】本発明のクリスタルバージルコニウムからなる
部材の製造方法によれば、中空管形状のジルコニウム析
出管を基体として、その外側にクリスタルバージルコニ
ウムが析出するため、中空管形状のクリスタルバージル
コニウムからなる部材がヨウ化物法によって直接得られ
る。したがってヨウ化物法により得られたクリスタルバ
ージルコニウムを、ＥＢ溶解を施すことなく、燃料被覆
管の内筒として用いることができる。すなわち、ＥＢ溶
解によるクリスタルバージルコニウム材への酸素の混入
がなく、燃料被覆管の部材として適する高純度の部材が
得られる。
部材の製造方法によれば、中空管形状のジルコニウム析
出管を基体として、その外側にクリスタルバージルコニ
ウムが析出するため、中空管形状のクリスタルバージル
コニウムからなる部材がヨウ化物法によって直接得られ
る。したがってヨウ化物法により得られたクリスタルバ
ージルコニウムを、ＥＢ溶解を施すことなく、燃料被覆
管の内筒として用いることができる。すなわち、ＥＢ溶
解によるクリスタルバージルコニウム材への酸素の混入
がなく、燃料被覆管の部材として適する高純度の部材が
得られる。
【００２４】また、ＥＢ溶解しない本願発明に係るクリ
スタルバージルコニウムからなる部材は、一旦ＥＢ溶解
し、再凝固して得られるクリスタルバージルコニウムか
らなる部材に比して、半径方向に結晶の（０００１）面
がより良く並んでいる。このような結晶の（０００１）
面が半径方向に並んだ純ジルコニウム層を有する燃料被
覆管は、核分裂生成物との化学反応が生じにくく耐蝕性
に優れている。
スタルバージルコニウムからなる部材は、一旦ＥＢ溶解
し、再凝固して得られるクリスタルバージルコニウムか
らなる部材に比して、半径方向に結晶の（０００１）面
がより良く並んでいる。このような結晶の（０００１）
面が半径方向に並んだ純ジルコニウム層を有する燃料被
覆管は、核分裂生成物との化学反応が生じにくく耐蝕性
に優れている。
【００２５】また、従来の製造方法であると円柱状のク
リスタルバージルコニウム材の内部をくりぬくことによ
って中空管形状の内筒を形成するため、多量のクリスタ
ルバージルコニウム材を必要とし、製造コストが高くな
っていた。しかし、ジルコニウム析出管としてスポンジ
ジルコニウムからなるジルコニウム析出管を用いるか、
またはクリスタルバージルコニウム材を中空管形状に加
工し、析出管の内径を燃料被覆管の内筒の内径となるよ
うに圧延して用いた場合、必要なクリスタルバージルコ
ニウム材の量が格段に低減できる。
リスタルバージルコニウム材の内部をくりぬくことによ
って中空管形状の内筒を形成するため、多量のクリスタ
ルバージルコニウム材を必要とし、製造コストが高くな
っていた。しかし、ジルコニウム析出管としてスポンジ
ジルコニウムからなるジルコニウム析出管を用いるか、
またはクリスタルバージルコニウム材を中空管形状に加
工し、析出管の内径を燃料被覆管の内筒の内径となるよ
うに圧延して用いた場合、必要なクリスタルバージルコ
ニウム材の量が格段に低減できる。
【００２６】
（実施例）まず、図１に示す部材の製造装置を用い、ク
リスタルバージルコニウムからなる燃料被覆管の内筒を
製造した。
リスタルバージルコニウムからなる燃料被覆管の内筒を
製造した。
【００２７】ジルコニウム析出管３として、内径４４m
m、外径４５．４mm、長さ１００mmのクリスタルバージ
ルコニウムからなる中空管を用いた。前記クリスタルバ
ージルコニウムからなる中空管は、ヨウ化物法により得
た直径３０mmのクリスタルバージルコニウムをＥＢ溶
解、及び内部くりぬき加工することにより、内径１０m
m、外径５０mmの中空管を得、さらに冷間圧延、焼鈍、
及び切断加工を行うことにより大量に生産できる。
m、外径４５．４mm、長さ１００mmのクリスタルバージ
ルコニウムからなる中空管を用いた。前記クリスタルバ
ージルコニウムからなる中空管は、ヨウ化物法により得
た直径３０mmのクリスタルバージルコニウムをＥＢ溶
解、及び内部くりぬき加工することにより、内径１０m
m、外径５０mmの中空管を得、さらに冷間圧延、焼鈍、
及び切断加工を行うことにより大量に生産できる。
【００２８】また、ＺｒＩ4 蒸発器６から反応容器１内
にＺｒＩ4 を供給した。外部加熱ヒータ２により反応容
器１内の雰囲気温度４００℃とし、また、外部加熱ヒー
タ５により、クリスタルバージルコニウム析出管３の外
表面の熱分解温度を１２００℃とした。ジルコニウム析
出管３外表面にクリスタルバージルコニウムが析出し、
１００時間後には、内径４４mm、外径が６７mmの中空管
形状のクリスタルバージルコニウムからなる部材が得ら
れた。尚、得られた部材はジルコニウム析出管と析出し
たクリスタルバージルコニウムの二層構造となってい
る。析出したクリスタルバージルコニウムに含まれる酸
素濃度は１１５ppm であった。
にＺｒＩ4 を供給した。外部加熱ヒータ２により反応容
器１内の雰囲気温度４００℃とし、また、外部加熱ヒー
タ５により、クリスタルバージルコニウム析出管３の外
表面の熱分解温度を１２００℃とした。ジルコニウム析
出管３外表面にクリスタルバージルコニウムが析出し、
１００時間後には、内径４４mm、外径が６７mmの中空管
形状のクリスタルバージルコニウムからなる部材が得ら
れた。尚、得られた部材はジルコニウム析出管と析出し
たクリスタルバージルコニウムの二層構造となってい
る。析出したクリスタルバージルコニウムに含まれる酸
素濃度は１１５ppm であった。
【００２９】上記方法で得られた部材を外径６５．８mm
に機械加工して、外表面を滑らかにし、また長さ４５０
mmになるように切断した。この部材を内筒とし、ジルカ
ロイ−２よりなり内径６５．８φ、外径１４６φ、長さ
４５０ｍｍの外筒ビレットに嵌合しその両端面を電子ビ
ーム溶接して一体化した。その後、熱間押出しで複合素
管を形成し、内面に水を流しながら外面を高周波電気炉
で高温からの熱処理を行った。その後、冷間加工及び焼
鈍を繰り返して燃料被覆管とした。
に機械加工して、外表面を滑らかにし、また長さ４５０
mmになるように切断した。この部材を内筒とし、ジルカ
ロイ−２よりなり内径６５．８φ、外径１４６φ、長さ
４５０ｍｍの外筒ビレットに嵌合しその両端面を電子ビ
ーム溶接して一体化した。その後、熱間押出しで複合素
管を形成し、内面に水を流しながら外面を高周波電気炉
で高温からの熱処理を行った。その後、冷間加工及び焼
鈍を繰り返して燃料被覆管とした。
【００３０】得られた燃料被覆管の内面の純ジルコニウ
ム層の厚さは約８０μｍであった。純ジルコニウム層の
うち当初ジルコニウム析出管であった部分は、溶接処理
後の圧延処理により非常に薄い層となり燃料被覆管の特
性に殆ど影響を与えない。
ム層の厚さは約８０μｍであった。純ジルコニウム層の
うち当初ジルコニウム析出管であった部分は、溶接処理
後の圧延処理により非常に薄い層となり燃料被覆管の特
性に殆ど影響を与えない。
【００３１】該被覆管の純ジルコニウム層についてＸ線
回折により、結晶の（０００１）面がどのくらい半径方
向に揃っているの指標となるｆｒ値を測定したところ、
０．６９０であった。 （比較例）
回折により、結晶の（０００１）面がどのくらい半径方
向に揃っているの指標となるｆｒ値を測定したところ、
０．６９０であった。 （比較例）
【００３２】ジルコニウム析出管３として、直径１．５
mmのクリスタルバージルコニウムからなる細線を用い、
該細線を直接通電して加熱した以外は、実施例と同様な
装置及び反応条件で、該細線上にクリスタルバージルコ
ニウムを析出させたところ、１５０時間後に直径３０mm
の円柱状のクリスタルバージルコニウム材が得られた。
さらに析出反応を続行しようとしたが、クリスタルバー
ジルコニウムの円柱の径が増加して電気抵抗が増加した
ため、基体の周囲の雰囲気温度が変化し、析出反応はそ
れ以上進まなかった。
mmのクリスタルバージルコニウムからなる細線を用い、
該細線を直接通電して加熱した以外は、実施例と同様な
装置及び反応条件で、該細線上にクリスタルバージルコ
ニウムを析出させたところ、１５０時間後に直径３０mm
の円柱状のクリスタルバージルコニウム材が得られた。
さらに析出反応を続行しようとしたが、クリスタルバー
ジルコニウムの円柱の径が増加して電気抵抗が増加した
ため、基体の周囲の雰囲気温度が変化し、析出反応はそ
れ以上進まなかった。
【００３３】得られた円柱状クリスタルバージルコニウ
ム材を、複数本束ねてＥＢ溶解し、さらに再凝固し、直
径が６７mm、長さ５００mmの円柱状クリスタルバージル
コニウム材を得た。この工程で得られたクリスタルバー
ジルコニウム材中に含まれる酸素濃度は１３０ppm であ
った。
ム材を、複数本束ねてＥＢ溶解し、さらに再凝固し、直
径が６７mm、長さ５００mmの円柱状クリスタルバージル
コニウム材を得た。この工程で得られたクリスタルバー
ジルコニウム材中に含まれる酸素濃度は１３０ppm であ
った。
【００３４】さらに、前記円柱状のクリスタルバージル
コニウム材を内部くりぬき加工を施すことにより内径４
４mm、外径６５．８mm、長さ４５０mmの燃料被覆管用の
内筒を得た。
コニウム材を内部くりぬき加工を施すことにより内径４
４mm、外径６５．８mm、長さ４５０mmの燃料被覆管用の
内筒を得た。
【００３５】得られた内筒を、ジルカロイ−２よりなり
内径６５．８mm、外径１４６mm、長さ４５０mmの外筒ビ
レットに嵌合しその両端面を電子ビーム溶接して一体化
した。その後、熱間押出しで複合素管を形成し、内面に
水を流しながら外面を高周波電気炉で高温からの熱処理
を行った。その後、冷間加工及び焼鈍を繰り返して燃料
被覆管とした。
内径６５．８mm、外径１４６mm、長さ４５０mmの外筒ビ
レットに嵌合しその両端面を電子ビーム溶接して一体化
した。その後、熱間押出しで複合素管を形成し、内面に
水を流しながら外面を高周波電気炉で高温からの熱処理
を行った。その後、冷間加工及び焼鈍を繰り返して燃料
被覆管とした。
【００３６】得られた燃料被覆管の内面の純ジルコニウ
ム層の厚さは約８０μｍであった。該被覆管の純ジルコ
ニウム層についてＸ線回折により、結晶の（０００１）
面がどのくらい半径方向に揃っているの指標となるｆｒ
値を測定したところ、０．５９０であった。
ム層の厚さは約８０μｍであった。該被覆管の純ジルコ
ニウム層についてＸ線回折により、結晶の（０００１）
面がどのくらい半径方向に揃っているの指標となるｆｒ
値を測定したところ、０．５９０であった。
【００３７】以上の実施例及び比較例から本願発明の製
造方法によれば、酸素不純物量が少なく、また、結晶の
（０００１）面が半径方向に揃った、燃料被覆管の内筒
として優れた性質を示すクリスタルバージルコニウムか
らなる部材が得られることがわかる。
造方法によれば、酸素不純物量が少なく、また、結晶の
（０００１）面が半径方向に揃った、燃料被覆管の内筒
として優れた性質を示すクリスタルバージルコニウムか
らなる部材が得られることがわかる。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の製造方法に
よれば燃料被覆管の内筒として優れた性質を示すクリス
タルバージルコニウムよりなる部材を得ることができ
る。
よれば燃料被覆管の内筒として優れた性質を示すクリス
タルバージルコニウムよりなる部材を得ることができ
る。
【図１】 クリスタルバージルコニウムからなる部材の
製造装置の一例を示す概略図。
製造装置の一例を示す概略図。
１…反応容器 ２…外部加熱ヒータ ３…ジルコニウム析出管 ４…スポンジジルコニウム塊 ５…内部加熱ヒータ ６…ＺｒＩ4 蒸発器 ７…真空排気機構 ８…真空排気機構
Claims (1)
- 【請求項１】 ヨウ化ジルコニウムをジルコニウムから
なる基体上で熱分解し基体上にジルコニウムを析出させ
るクリスタルバージルコニウムからなる部材の製造方法
において、前記基体が中空管形状であることを特徴とす
るクリスタルバージルコニウムからなる部材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21441792A JPH0657352A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | クリスタルバージルコニウムからなる部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21441792A JPH0657352A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | クリスタルバージルコニウムからなる部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0657352A true JPH0657352A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16655447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21441792A Pending JPH0657352A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | クリスタルバージルコニウムからなる部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657352A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2135625A1 (en) | 2004-03-19 | 2009-12-23 | Japan Science and Technology Agency | Microwave plasma sterilizing device and method |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP21441792A patent/JPH0657352A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2135625A1 (en) | 2004-03-19 | 2009-12-23 | Japan Science and Technology Agency | Microwave plasma sterilizing device and method |
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