JPH0729774B2 - Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法 - Google Patents

Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法

Info

Publication number
JPH0729774B2
JPH0729774B2 JP61142506A JP14250686A JPH0729774B2 JP H0729774 B2 JPH0729774 B2 JP H0729774B2 JP 61142506 A JP61142506 A JP 61142506A JP 14250686 A JP14250686 A JP 14250686A JP H0729774 B2 JPH0729774 B2 JP H0729774B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pellets
grain size
crystal grain
adu
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61142506A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62297215A (ja
Inventor
唯夫 八登
貞明 萩野
皓 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP61142506A priority Critical patent/JPH0729774B2/ja
Priority to JP61190079A priority patent/JPH0662303B2/ja
Publication of JPS62297215A publication Critical patent/JPS62297215A/ja
Priority to CN 87108384 priority patent/CN1017041B/zh
Priority to US07/139,447 priority patent/US4873031A/en
Priority to EP87119391A priority patent/EP0322480B1/en
Publication of JPH0729774B2 publication Critical patent/JPH0729774B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00Compounds of uranium
    • C01G43/01Oxides; Hydroxides
    • C01G43/025Uranium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10Solid density

Description

【発明の詳細な説明】 (産業分野) 本発明は、UF6の変換により、原子炉用燃料の製造に適
した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ADU沈殿生成の条件をコント
ロールすることにより得られたUO2粉末より製造したUO2
ペレツトの結晶粒径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。この方法はUF6
ガスと水との反応により得たUO2F2水溶液とアンモニア
を反応させてADU(重ウラン酸アンモニウム)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ADUが生成する反応
は次の通り表すことができる。
UF6+2H2O→UO2F2+4HF (1) UO2F2+4HF+7NH4OH→(1/2)(NH42・ U2O7+6NH4F+(11/2)H2O (2) UF6はまず(1)式に示す加水分解反応によりUO2F2水溶
液に変換する。この場合、水溶液中にはUO2F2に対して
4倍のモル数のHFが同時に存在する。従つて、(2)式
によるUO2F2水溶液からのADUの生成においてはHFの中和
反応が先行、あるいは同時進行することになり、この場
合沈殿の粒成長が進むことにより得られる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粉末を原料として製造
されるUO2ペレツトの結晶粒径は通常10μm前後と小さ
い。
UO2ペレツトを原子炉用燃料として用いる場合照射中安
定に燃焼することが必要であり、この安定であることの
指標の一つとして核分裂生成ガス(FPガス)をペレツト
から外にできるだけ放出しないことがあげられる。現在
までに実施された幾つかの照射試験結果によれば、結晶
粒径が大きいペレツト程FPガスを保持する能力に優れる
傾向を有している。ただし、結晶粒径があまりに大きい
と機械的強度の低下など他の面で弊害が出る可能性があ
るので適切な結晶粒径が存在すると考えられる。適切な
結晶粒径の大きさは現在までのところ明らかではない
が、一つの目安として100μmを上限として考えれば十
分と予測される。従来のADU法で得られるUO2粉末を原料
とする場合10μmよりも大きな結晶粒径を有するUO2
レツトを製造することは困難であり、また、適切な大き
さの結晶粒径を有するUO2ペレツトを製造することはさ
らに困難である。
(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、UO2
ペレツトの結晶粒径を10〜100μmの任意の大きさにコ
ントロール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、UO2F2とHFとを含む水溶液
中のUO2F2に対するHFのモル比を0〜3.8の範囲とし、か
つ、該水溶液中のU濃度を50〜1000gU/lの範囲とする条
件下にてADUを沈殿せしめ、該ADU沈殿のろ過、乾燥、焙
焼、還元によつて得られるUO2粉末から、結晶粒径が10
〜100μmのUO2ペレツトを製造することを特徴とするUO
2ペレツトの結晶粒径をコントロールする方法が得られ
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UF6の加水分解反応で生成する水溶
液中にはUO2F2に対して4倍のモル数の1HFが存在するの
に対し、本発明のADUを沈殿させる工程ではUO2F2水溶液
中にはコントロールされた量のHF、すなわち、HF/UO2F2
モル比で0〜3.8の範囲のHFしか存在しない。このよう
なUO2F2水溶液とアンモニアを反応させた場合に生成す
るADUの一次粒子はHFの濃度が高い程粒成長が進んで大
きいものになり、逆に、HF濃度が低い程一次粒子の小さ
い細かいものになる。ADUの一次粒子の大きさは水溶液
中のHFの濃度の他にU濃度によつても大きく影響を受け
る。すなわち、U濃度が小さい程アンモニアと反応した
時の沈殿の成長速度は小さくなり、従つて、ADUの一次
粒子は小さくなる。このように水溶液中のHF濃度とU濃
度の2つの沈殿生成条件を組み合わせてコントロールす
ることにより、ADUの一次粒子を希望する大きさにコン
トロールすることが可能である。次に、ADUを焙焼・還
元した場合に得られるUO2粉末はもとのADUの特性を引き
継いだものとなる。すなわち、細かい一次粒子のADUか
ら得られるUO2粉末は一次粒子が細かいものとなる。さ
らに、これらの特性はペレツトとなつても引き継がれ、
細かい一次粒子のUO2粉末は焼結性に優れるためにそれ
から製造されるペレツトは一般に焼結密度が高く、ま
た、結晶成長が進行して結晶粒径の大きなものとなる。
従つて、UO2ペレツトの結晶粒径が所望の大きさにコン
トロールするには履歴のスタートであるADUの沈殿条件
を適切にコントロールすればよい。今、結晶粒径を10〜
100μmの範囲で希望する大きさにコントロールしよう
とすれば、HFの濃度はHF/UO2F2モル比で0〜3.8、U濃
度は50〜1000gU/lの範囲で選べばよい。
次に本発明を実施例により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。
実施例 UO2F2粉末とHFを純水に溶解してHF濃度がHF/UO2F2モル
比で0〜4、U濃度が40〜1100gU/lの水溶液を作製し、
これらの水溶液にアンモニア水をpHが10以上になるまで
攪拌しながら急速に添加し、第1表に示す組合せでADU
の沈殿を生成した。ADUはろ過、乾燥の後H2雰囲気中で6
50℃×2hrの焙焼・還元を行いUO2粉末に変換した。U濃
度が50gU/lにおいてHF濃度が変化した場合、UO2粉末のB
ET比表面積は第1表に示す通りHF濃度の増加に従つて小
さくなることがわかる。これらのUO2粉末を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
結して得たペレツトの密度は第1表に示す通りであり、
いずれの場合も約98%TDとほぼ飽和しているため大きな
相違は見られない。これに対して、結晶粒径は第1表お
よび第1図に示す通りHF濃度の増加に従つて大きく減少
し、10〜100μmの結晶粒径を有するペレツトを得るた
めにはHF濃度を0〜3.8の範囲とする必要があることが
わかる。HF濃度が0でU濃度が変化した場合には、U濃
度が40から1100gU/lと増加するに従つてUO2粉末のBET値
は小さくなり、また、UO2ペレツトの密度も減少してい
る。結晶粒径はU濃度の増加に伴い第1表と第2図に示
す通り大きく減少し、10〜100μmの結晶粒径を有する
ペレツトを得るためにはU濃度を50〜1000gU/lの範囲と
する必要があることがわかる。
(発明の効果) 本発明は上記の構成をとることによつて、UO2ペレツト
の結晶粒径を10〜100μmの範囲に保ち、核分裂生成ガ
ス(FPガス)をペレツト内に留保し、UO2ペレツトが照
射中安定に燃焼することを可能ならしめる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はいずれもUO2ペレツトの組織写真で
ある。 第1図(a)はHF/UO2F2モル比=0,同じく(b)はHF/U
O2F2モル比=2.0,同じく(c)はHF/UO2F2モル比=3.8
の場合であり、HF濃度の増加に従つてペレツトの結晶粒
径は大きく減少することを示している。また、第2図
(a)は50gU/l,同じく(b)は500gU/l,同じく(c)
は1000gU/lの場合であり、ペレツトの結晶粒径はU濃度
の増加に伴つて大きく減少することを示している。
フロントページの続き (72)発明者 田中 皓 茨城県那珂郡那珂町大字向山字六人頭1002 番地14 三菱金属株式会社那珂原子力開発 センター内 (56)参考文献 特開 昭59−137320(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】UO2F2とHFとを含む水溶液中のUO2F2に対す
    るHFのモル比を0〜3.8の範囲とし、かつ該水溶液中の
    U濃度を50〜1000gU/lの範囲とする条件下に該水溶液と
    アンモニアの反応によりADUを沈殿せしめ、該ADU沈殿の
    ろ過、乾燥、焙焼、還元によって得られるUO2粉末か
    ら、結晶粒径が10〜100μmのUO2ペレットを製造するこ
    とを特徴とするUO2ペレットの結晶粒径をコントロール
    する方法。
JP61142506A 1986-06-18 1986-06-18 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法 Expired - Lifetime JPH0729774B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61142506A JPH0729774B2 (ja) 1986-06-18 1986-06-18 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法
JP61190079A JPH0662303B2 (ja) 1986-06-18 1986-08-13 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法
CN 87108384 CN1017041B (zh) 1986-06-18 1987-12-28 控制二氧化铀颗粒的晶粒尺寸的方法
US07/139,447 US4873031A (en) 1986-06-18 1987-12-30 Method of controlling the crystal grain size of uranium dioxide pellet
EP87119391A EP0322480B1 (en) 1986-06-18 1987-12-30 Method of controlling the crystal grain size of uranium dioxide pellet

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61142506A JPH0729774B2 (ja) 1986-06-18 1986-06-18 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法
JP61190079A JPH0662303B2 (ja) 1986-06-18 1986-08-13 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62297215A JPS62297215A (ja) 1987-12-24
JPH0729774B2 true JPH0729774B2 (ja) 1995-04-05

Family

ID=39677686

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61142506A Expired - Lifetime JPH0729774B2 (ja) 1986-06-18 1986-06-18 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法
JP61190079A Expired - Fee Related JPH0662303B2 (ja) 1986-06-18 1986-08-13 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61190079A Expired - Fee Related JPH0662303B2 (ja) 1986-06-18 1986-08-13 Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4873031A (ja)
EP (1) EP0322480B1 (ja)
JP (2) JPH0729774B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JPH0699154B2 (ja) * 1988-05-25 1994-12-07 三菱マテリアル株式会社 Uo▲下2▼ペレットの製造方法
JPH0623050B2 (ja) * 1988-05-25 1994-03-30 三菱マテリアル株式会社 Uo▲下2▼ペレットの製造方法
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
JPH0688895A (ja) * 1992-09-08 1994-03-29 Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd 核燃料ペレットの結晶粒径推定方法
US5514306A (en) * 1993-02-01 1996-05-07 General Electric Company Process to reclaim UO2 scrap powder
US6372157B1 (en) * 1997-03-24 2002-04-16 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Radiation shielding materials and containers incorporating same
EP1974355A4 (en) * 2006-01-17 2014-07-09 Purdue Research Foundation NUCLEAR FUSION DEVICE BY ACOUSTIC INERTIAL CONFINEMENT

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3883623A (en) * 1972-10-17 1975-05-13 Gen Electric Process for controlling end-point density of sintered uranium dioxide nuclear fuel bodies and product
GB1426159A (en) * 1973-08-10 1976-02-25 Gen Electric Process for producing uranium dioxide rich compositions from uranium hexafluoride
CA1059729A (en) * 1975-03-04 1979-08-07 Frank W. Melvanin Uranium dioxide process
US4234550A (en) * 1976-11-08 1980-11-18 General Electric Company Method for treating a particulate nuclear fuel material
JPS54121442A (en) * 1978-03-13 1979-09-20 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp Microwave heating device for radioactive material
DE2811959C3 (de) * 1978-03-18 1980-09-25 Alkem Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zur Herstellung von (U/Pu)02 -Mischkristallen
US4686019A (en) * 1982-03-11 1987-08-11 Exxon Research And Engineering Company Dissolution of PuO2 or NpO2 using electrolytically regenerated reagents

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0662303B2 (ja) 1994-08-17
EP0322480B1 (en) 1999-03-31
US4873031A (en) 1989-10-10
JPS6345127A (ja) 1988-02-26
EP0322480A1 (en) 1989-07-05
JPS62297215A (ja) 1987-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0076680B1 (en) Stable uo2 fuel pellets
JPH0729774B2 (ja) Uo▲下2▼ペレツトの結晶粒径をコントロ−ルする方法
US3287279A (en) Preparation of a filterable co-precipitate of plutonium and uranium
KR940006544B1 (ko) Uo₂펠릿의 제조방법
KR940006545B1 (ko) Uo₂펠릿의 제조방법
US3262760A (en) Method of preparing high-density compactible uranium dioxide particles
JP3058499B2 (ja) 焼結酸化物ペレット製造方法及び該方法によって得られる析出過酸化物
KR950005255B1 (ko) 이산화우라늄(uo₂)펠릿의 결정입자지름을 조절하는 방법
US4401628A (en) Process for making high quality nuclear fuel grade ammonium diuranate from uranyl fluoride solutions
JPH0717716A (ja) フッ化ウラニルの製造方法
JP2727726B2 (ja) 二酸化ウラン粉末の製造方法
JP3339536B2 (ja) 二酸化ウラン粉末の製造方法
JPH0657608B2 (ja) 二酸化ウラン粉末の製法
JPH0637305B2 (ja) Uo▲下2▼粉末の製造方法
JPH0717717A (ja) 二酸化ウラン粉末の製造方法
JPH0729775B2 (ja) 二酸化ウラン粉末の製造法
KR940011896B1 (ko) 6플루오르화 우라늄으로부터 이산화우라늄을 제조하는 방법
JPS63282127A (ja) 硝酸ウラニル系からのuo↓2粉末製造方法
JPH0940426A (ja) 二酸化ウラン粉末の製造方法
KR830000124B1 (ko) 이산화우라늄 펠릿의 제조방법
JP2850884B2 (ja) 二酸化ウラン粉末の製造方法
Yato et al. UO 2 pellet fabrication process
JPH02258631A (ja) Uo↓2粉末の製造方法
JPS6058176B2 (ja) 二酸化ウランの製法
Radford et al. Method of making stable UO 2 fuel pellets