JPH0657608B2 - 二酸化ウラン粉末の製法 - Google Patents
二酸化ウラン粉末の製法Info
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- JPH0657608B2 JPH0657608B2 JP61222496A JP22249686A JPH0657608B2 JP H0657608 B2 JPH0657608 B2 JP H0657608B2 JP 61222496 A JP61222496 A JP 61222496A JP 22249686 A JP22249686 A JP 22249686A JP H0657608 B2 JPH0657608 B2 JP H0657608B2
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- aqueous solution
- powder
- uranium dioxide
- dioxide powder
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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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業分野） 本発明は六フツ化ウラン（ＵＦ6）の変換により、原子
炉用燃料の製造に適した二酸化ウラン（ＵＯ2）粉末を
製造する方法の一つであるＡＤＵ法の改良に関する。さ
らに、詳しくは、硝酸ウラニルを含む水溶液とアンモニ
アとの反応による重ウラン酸アンモニウム（ＡＤＵ）沈
殿の生成条件をコントロールすることにより得られたＵ
Ｏ2粉末の活性度をコントロールする方法に関する。
炉用燃料の製造に適した二酸化ウラン（ＵＯ2）粉末を
製造する方法の一つであるＡＤＵ法の改良に関する。さ
らに、詳しくは、硝酸ウラニルを含む水溶液とアンモニ
アとの反応による重ウラン酸アンモニウム（ＡＤＵ）沈
殿の生成条件をコントロールすることにより得られたＵ
Ｏ2粉末の活性度をコントロールする方法に関する。
（従来技術とその問題点） ＵＦ6から原子炉用燃料の製造に適したＵＯ2粉末を製造
する方法としてはＡＤＵ法が広く知られている。ＡＤＵ
法には大別して２つの方法が知られている。１つの方法
はＵＦ6ガスと水との反応により得たフツ化ウラニル
（ＵＯ2Ｆ2）水溶液とアンモニアを反応させてＡＤＵを
沈殿させ、このＡＤＵをろ過・乾燥の後、焙焼・還元し
てＵＯ2粉末とする方法である。この方法において、Ａ
ＤＵが生成する反応は次の通り表わすことができる。
する方法としてはＡＤＵ法が広く知られている。ＡＤＵ
法には大別して２つの方法が知られている。１つの方法
はＵＦ6ガスと水との反応により得たフツ化ウラニル
（ＵＯ2Ｆ2）水溶液とアンモニアを反応させてＡＤＵを
沈殿させ、このＡＤＵをろ過・乾燥の後、焙焼・還元し
てＵＯ2粉末とする方法である。この方法において、Ａ
ＤＵが生成する反応は次の通り表わすことができる。
ＵＦ6＋2H2O→ＵＯ2Ｆ2＋４ＨＦ……(1) ＵＯ2Ｆ2４ＨＦ＋7NH4OH→（1/2）（NH4）2U2O7↓ ＋6NH4F＋（11/2）H2O……(2) もう１つの方法はＵＦ6を硝酸アンモニウム水溶液の如
き脱Ｆ剤と反応させて硝酸ウラニル（ＵＮ）水溶液に転
換し、溶媒抽出にて精製した後、精製ＵＮ水溶液をアン
モニアと反応させてＡＤＵを生成する方法である。この
場合の反応は次の通りである。
き脱Ｆ剤と反応させて硝酸ウラニル（ＵＮ）水溶液に転
換し、溶媒抽出にて精製した後、精製ＵＮ水溶液をアン
モニアと反応させてＡＤＵを生成する方法である。この
場合の反応は次の通りである。
ＵＦ0＋２Ａｌ（NO3）3＋2H2O→ＵＯ2（ＮＯ3）2 ＋2AlF3↓＋4HNO3……(3) ＵＯ2（ＮＯ3）2＋4HNO3＋7NH4OH→ →（1/2）（ＮＨ4）2U2O7↓6NH4NO3 ＋（11/2）Ｈ2Ｏ……(4) 第１のＡＤＵ法においては、ＵＯ2Ｆ2水溶液中に存在す
るウラニルイオンＵＯ2 2+とフツ化ウラニルイオンＵＯ2
Ｆ+の中でＵＯ2Ｆ+がＡＤＵの生成反応に主に関与し、
その場合に得られるＡＤＵの一次粒子は比較的大きいも
のとなる。このようなＡＤＵから焙焼・還元の操作を経
て得られるＵＯ2粉末は活性度が比較的小さいものとな
る。これに対して、第２のＡＤＵ法においては、ＵＮ水
溶液中に存在するＵＯ2 2+と硝酸ウラニルイオンＵＯ2Ｎ
Ｏ3 +の中でＵＯ2 2+がＡＤＵの生成反応に主に関与し、
その場合に得られるＡＤＵの一次粒子は比較的小さいも
のとなる。このようなＡＤＵから焙焼・還元の操作を経
て得られるＵＯ2粉末は活性度が比較的大きいものとな
る。ＵＯ2粉末から原子炉用の燃料として使用される焼
結ペレツトを製造する場合にペレツトの品質は原料であ
るＵＯ2粉末の品質に大きく影響される。特に、ペレツ
トの品質を決定する上で最も重要な因子である焼結密
度、結晶粒径を所要値にコントロールするためには、原
料として用いるＵＯ2粉末の活性度を適切にしておくこ
とが必要である。従来のＡＤＵ法でＵＯ2粉末を製造す
る限り粉末活性度のコントロールという面で大きな限界
がある。すなわち、上述した第１のＡＤＵ法では比較的
小さい活性度のＵＯ2粉末しか得られず、また第２のＡ
ＤＵ法では比較的大きな活性度しか得られない。
るウラニルイオンＵＯ2 2+とフツ化ウラニルイオンＵＯ2
Ｆ+の中でＵＯ2Ｆ+がＡＤＵの生成反応に主に関与し、
その場合に得られるＡＤＵの一次粒子は比較的大きいも
のとなる。このようなＡＤＵから焙焼・還元の操作を経
て得られるＵＯ2粉末は活性度が比較的小さいものとな
る。これに対して、第２のＡＤＵ法においては、ＵＮ水
溶液中に存在するＵＯ2 2+と硝酸ウラニルイオンＵＯ2Ｎ
Ｏ3 +の中でＵＯ2 2+がＡＤＵの生成反応に主に関与し、
その場合に得られるＡＤＵの一次粒子は比較的小さいも
のとなる。このようなＡＤＵから焙焼・還元の操作を経
て得られるＵＯ2粉末は活性度が比較的大きいものとな
る。ＵＯ2粉末から原子炉用の燃料として使用される焼
結ペレツトを製造する場合にペレツトの品質は原料であ
るＵＯ2粉末の品質に大きく影響される。特に、ペレツ
トの品質を決定する上で最も重要な因子である焼結密
度、結晶粒径を所要値にコントロールするためには、原
料として用いるＵＯ2粉末の活性度を適切にしておくこ
とが必要である。従来のＡＤＵ法でＵＯ2粉末を製造す
る限り粉末活性度のコントロールという面で大きな限界
がある。すなわち、上述した第１のＡＤＵ法では比較的
小さい活性度のＵＯ2粉末しか得られず、また第２のＡ
ＤＵ法では比較的大きな活性度しか得られない。
（発明の目的） 本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解決し、その
活性度が希望する大きさにコントロールされたＵＯ2粉
末を製造する方法を提供するにある。
活性度が希望する大きさにコントロールされたＵＯ2粉
末を製造する方法を提供するにある。
（発明の構成） すなわち、本発明によれば、硝酸ウラニル(UN)から重ウ
ラン酸アンモニウム（ＡＤＵ）を経由して二酸化ウラン
を製造する方法において、ＵＮを含む水溶液にあらかじ
めフツ化水素（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ3）の２成分のう
ち少なくとも１成分を添加して該水溶液中のＵＮと添加
成分を所定の割合に調整することにより、該水溶液とア
ンモニアとの反応により生成したＡＤＵの焙焼・還元で
得られた二酸化ウラン粉末の活性度を所定の大きさにコ
ントロールすることを特徴とする二酸化ウラン粉末の製
法、が得られる。
ラン酸アンモニウム（ＡＤＵ）を経由して二酸化ウラン
を製造する方法において、ＵＮを含む水溶液にあらかじ
めフツ化水素（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ3）の２成分のう
ち少なくとも１成分を添加して該水溶液中のＵＮと添加
成分を所定の割合に調整することにより、該水溶液とア
ンモニアとの反応により生成したＡＤＵの焙焼・還元で
得られた二酸化ウラン粉末の活性度を所定の大きさにコ
ントロールすることを特徴とする二酸化ウラン粉末の製
法、が得られる。
このように、本発明の特徴はそのＡＤＵを沈殿させる工
程が従来のＡＤＵ法と大きく異なる点にある。すなわ
ち、従来のＡＤＵ法ではＵＯ2Ｆ2とＨＦを含む水溶液か
らＡＤＵを生成するか、または、ＵＮとＨＮＯ3を含む
水溶液からＡＤＵを生成するのに対し、本発明はＵＮの
他にＨＦとHNO3の少なくとも１成分を含む水溶液を原料
として用い、しかも、水溶液中に含まれるこれら３成分
を所定の割合に調整しておいてＡＤＵを生成する。ＵＯ
2 2+、ＵＯ2ＮＯ3 +、ＵＯ2Ｆ+の３つのイオンがアンモニ
アと反応してＡＤＵになる場合に、ＡＤＵの一次粒子は
次の順番で大きくなる傾向にある。
程が従来のＡＤＵ法と大きく異なる点にある。すなわ
ち、従来のＡＤＵ法ではＵＯ2Ｆ2とＨＦを含む水溶液か
らＡＤＵを生成するか、または、ＵＮとＨＮＯ3を含む
水溶液からＡＤＵを生成するのに対し、本発明はＵＮの
他にＨＦとHNO3の少なくとも１成分を含む水溶液を原料
として用い、しかも、水溶液中に含まれるこれら３成分
を所定の割合に調整しておいてＡＤＵを生成する。ＵＯ
2 2+、ＵＯ2ＮＯ3 +、ＵＯ2Ｆ+の３つのイオンがアンモニ
アと反応してＡＤＵになる場合に、ＡＤＵの一次粒子は
次の順番で大きくなる傾向にある。
ＵＯ2 2+＜ＵＯ2 +＜ＵＯ2Ｆ+ (5) ＵＮ水溶液にＨＦを添加した場合、ＵＯ2Ｆ+の割合が多
くなることにより、生成するＡＤＵの一次粒子は大きく
なる。ＨＮＯ3を添加した場合にもＵＯ2ＮＯ3 +の割合が
増加することにより、ＡＤＵの一次粒子は大きくなる
が、その効果はＨＦ程顕著ではない。このように、ＵＮ
水溶液へのＨＦあるいはＨＮＯ3の添加量をコントロー
ルすることにより生成するＡＤＵの一次粒子の大きさを
コントロールし、そのことによりＵＯ2粉末の活性度を
コントロールすることが可能である。
くなることにより、生成するＡＤＵの一次粒子は大きく
なる。ＨＮＯ3を添加した場合にもＵＯ2ＮＯ3 +の割合が
増加することにより、ＡＤＵの一次粒子は大きくなる
が、その効果はＨＦ程顕著ではない。このように、ＵＮ
水溶液へのＨＦあるいはＨＮＯ3の添加量をコントロー
ルすることにより生成するＡＤＵの一次粒子の大きさを
コントロールし、そのことによりＵＯ2粉末の活性度を
コントロールすることが可能である。
次に、本発明を実施例によつて具体的に説明するが、こ
れらの実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
れらの実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
実施例 硝酸ウラニル結晶を純水に溶解してＵＮ水溶液を作成
し、この水溶液にＨＦとＨＮＯ3を第１表に示す割合で
添加した後、純水をさらに添加してＵ濃度を２００ｇＵ
／に調整した水溶液を作成した。この水溶液に対して
アンモニア水をpHが１０以上になるまで撹拌しながら添
加してＡＤＵの沈殿を生成した。ＡＤＵはろ過、乾燥の
後、Ｈ2雰囲気中で６５０℃×２ｈｒの焙焼・還元を行
いＵＯ2粉末に変換した。ＵＯ2粉末は４ｔ／cm2の成形
圧で成形した後、Ｈ2雰囲気中で1750℃×４ｈｒの条件
で焼結してペレットとした。ＵＯ2粉末のＢＥＴ比表面
積とペレツトの焼結密度は第１表に示す通りである。第
１表において、No.１〜No.５の結果を比較すればわかる
ように、ＨＦおよび／またはＨＮＯ3の割合が増加する
ほど得られるＵＯ2粉末の活性度は小さくなる。またNo.
２とNo.３を比較すれば、ＨＮＯ3よりＨＦの方がＵＯ2
粉末の活性度を低減する効果は大きい。このように、水
溶液中のＵＮ，ＨＦおよびＨＮＯ3の３成分の割合を適
当に調整することにより得られるＵＯ2粉末の活性度を
コントロールすることが可能である。
し、この水溶液にＨＦとＨＮＯ3を第１表に示す割合で
添加した後、純水をさらに添加してＵ濃度を２００ｇＵ
／に調整した水溶液を作成した。この水溶液に対して
アンモニア水をpHが１０以上になるまで撹拌しながら添
加してＡＤＵの沈殿を生成した。ＡＤＵはろ過、乾燥の
後、Ｈ2雰囲気中で６５０℃×２ｈｒの焙焼・還元を行
いＵＯ2粉末に変換した。ＵＯ2粉末は４ｔ／cm2の成形
圧で成形した後、Ｈ2雰囲気中で1750℃×４ｈｒの条件
で焼結してペレットとした。ＵＯ2粉末のＢＥＴ比表面
積とペレツトの焼結密度は第１表に示す通りである。第
１表において、No.１〜No.５の結果を比較すればわかる
ように、ＨＦおよび／またはＨＮＯ3の割合が増加する
ほど得られるＵＯ2粉末の活性度は小さくなる。またNo.
２とNo.３を比較すれば、ＨＮＯ3よりＨＦの方がＵＯ2
粉末の活性度を低減する効果は大きい。このように、水
溶液中のＵＮ，ＨＦおよびＨＮＯ3の３成分の割合を適
当に調整することにより得られるＵＯ2粉末の活性度を
コントロールすることが可能である。
第１表 ＵＮの他にＨＦとＨＮＯ3の少なくとも１成分
を含む水溶液からＡＤＵを経由して製造されたＵＯ2粉
末およびＵＯ2ペレツトの特性 （発明の効果） 本発明は上記の構成をとることによつて次の効果を示
す。
を含む水溶液からＡＤＵを経由して製造されたＵＯ2粉
末およびＵＯ2ペレツトの特性 （発明の効果） 本発明は上記の構成をとることによつて次の効果を示
す。
(1) ＵＯ2粉末の活性度を希望する任意の大きさにコン
トロールできる。
トロールできる。
(2) ペレツトを製造する際の焼結密度、結晶粒径など
のペレツト特性のコントロールを容易にする。
のペレツト特性のコントロールを容易にする。
Claims (1)
- 【請求項１】硝酸ウラニル（ＵＮ）から重ウラン酸アン
モニウム（ＡＤＵ）を経由して二酸化ウラン粉末を製造
する方法において、ＵＮを含む水溶液にあらかじめフツ
化水素（ＨＦ）および硝酸（HNO3）２成分のうち少なく
とも１成分を添加して該水溶液中のＵＮと添加成分を所
定の割合に調整することにより、該水溶液とアンモニア
の反応により生成したＡＤＵの焙焼・還元で得られる二
酸化ウラン粉末の活性度を所定の大きさにコントロール
することを特徴とする二酸化ウラン粉末の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222496A JPH0657608B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 二酸化ウラン粉末の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222496A JPH0657608B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 二酸化ウラン粉末の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379725A JPS6379725A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0657608B2 true JPH0657608B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=16783338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61222496A Expired - Lifetime JPH0657608B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 二酸化ウラン粉末の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657608B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653572B2 (ja) * | 1986-05-27 | 1994-07-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 六フツ化ウランから二酸化ウランを製造する方法 |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP61222496A patent/JPH0657608B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6379725A (ja) | 1988-04-09 |
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