JPH10221475A - 核燃料ペレットの製造方法 - Google Patents
核燃料ペレットの製造方法Info
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- JPH10221475A JPH10221475A JP9026885A JP2688597A JPH10221475A JP H10221475 A JPH10221475 A JP H10221475A JP 9026885 A JP9026885 A JP 9026885A JP 2688597 A JP2688597 A JP 2688597A JP H10221475 A JPH10221475 A JP H10221475A
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- JP
- Japan
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- powder
- nuclear fuel
- die
- supplied
- density
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
- B30B11/04—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space co-operating with a fixed mould
- B30B11/06—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space co-operating with a fixed mould each charge of the material being compressed against the previously formed body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉末成形体内における密度分布の不均一をな
くして焼結後において真円柱に近いペレットを得るこ
と。 【解決手段】 核燃料用ペレットの成形に際して、ダイ
ス1内への核燃料粉末の供給を複数段階に分け、成形体
における粉末密度が低くなる部位に供給される段階の核
燃料粉末程、順次その成形性が高い粉末とした。
くして焼結後において真円柱に近いペレットを得るこ
と。 【解決手段】 核燃料用ペレットの成形に際して、ダイ
ス1内への核燃料粉末の供給を複数段階に分け、成形体
における粉末密度が低くなる部位に供給される段階の核
燃料粉末程、順次その成形性が高い粉末とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、核燃料ペレットの
製造方法に係り、特に核燃料粉末の成形加工方法に関す
る。
製造方法に係り、特に核燃料粉末の成形加工方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、核燃料ペレットは、核燃料粉末を粉末成形プレスに
よってペレット状に成形加工し、その後焼結することに
よって成形されている。ところで、上記成形加工には1
種類の粉末をロータリ形の粉末成形プレスのダイスに充
填して上下パンチで加圧する方法がとられており、一般
に2〜4ton /cm2 の範囲で加圧の強さが調整されてい
る。
に、核燃料ペレットは、核燃料粉末を粉末成形プレスに
よってペレット状に成形加工し、その後焼結することに
よって成形されている。ところで、上記成形加工には1
種類の粉末をロータリ形の粉末成形プレスのダイスに充
填して上下パンチで加圧する方法がとられており、一般
に2〜4ton /cm2 の範囲で加圧の強さが調整されてい
る。
【0003】ところが、このような成形加工において
は、ダイス内の粉体同志の摩擦や粉体とダイスの摩擦に
より出来上がった成形体内の粉体の密度分布が均一とな
らない等の問題がある。すなわち、上記粉体の密度分布
は、図3に示すように、成形体を軸方向で見た場合上部
及び下部より中心部における密度が低くなる。この結
果、上記成形体を焼結した場合、均一のマトリクス(密
度)の焼結体となろうとする性質のために、図4に示す
ように、焼結体の上部及び下部の直径が中心部より大き
くなり、焼結体がつづみ形となる。
は、ダイス内の粉体同志の摩擦や粉体とダイスの摩擦に
より出来上がった成形体内の粉体の密度分布が均一とな
らない等の問題がある。すなわち、上記粉体の密度分布
は、図3に示すように、成形体を軸方向で見た場合上部
及び下部より中心部における密度が低くなる。この結
果、上記成形体を焼結した場合、均一のマトリクス(密
度)の焼結体となろうとする性質のために、図4に示す
ように、焼結体の上部及び下部の直径が中心部より大き
くなり、焼結体がつづみ形となる。
【0004】したがって、設計の仕様値内の直径の焼結
体を得るためには、中心部の最小直径が仕様値の下限よ
り大きくなるように成形焼結し、焼結後に研削する必要
があり、また研削スラッジが発生し、歩留りの低下が生
ずるとともに、上記スラッジを回収する工程が必要とな
る等の問題がある。
体を得るためには、中心部の最小直径が仕様値の下限よ
り大きくなるように成形焼結し、焼結後に研削する必要
があり、また研削スラッジが発生し、歩留りの低下が生
ずるとともに、上記スラッジを回収する工程が必要とな
る等の問題がある。
【0005】本発明はこのような点に鑑み、粉末成形体
内における密度分布の不均一をなくし、焼結後において
真円柱に近く仕様値内の直径を有するペレットを得るこ
とを目的とする。
内における密度分布の不均一をなくし、焼結後において
真円柱に近く仕様値内の直径を有するペレットを得るこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、核燃料用ペレ
ットの成形に際し、ダイス内への核燃料粉末の供給を複
数段階に分け、成形体内における粉末の密度が低くなる
部位に供給される段階の核燃料粉末程、順次その成形性
が高い粉末としたことを特徴とする。
ットの成形に際し、ダイス内への核燃料粉末の供給を複
数段階に分け、成形体内における粉末の密度が低くなる
部位に供給される段階の核燃料粉末程、順次その成形性
が高い粉末としたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図1及び図2を参照して本
発明の実施の形態について説明する。図1は本発明方法
を実施するロータリプレスの概略構成を示す展開図であ
り、核燃料粉末の供給工程すなわち充填工程が5段階に
分けられており、その第1段階において所定の成形性を
有する粉末Aが所定量ダイス1内に充填される。なお、
ここで成形性とは或圧力で成形した場合に得られる成形
密度の度合を表わし、成形性が高くなる程成形密度が高
くなる。このようにして、第1段階の核燃料粉末の充填
が行なわれると、ダイス1が次の段階位置まで回動され
るとともに、下パンチ2が所定量下降され、その下パン
チ2の下降によって形成されたダイス空所内に、上記粉
末Aよりも成形性が高い粉末Bと上記粉末Aを50:5
0の割合で混合した粉末が供給される。
発明の実施の形態について説明する。図1は本発明方法
を実施するロータリプレスの概略構成を示す展開図であ
り、核燃料粉末の供給工程すなわち充填工程が5段階に
分けられており、その第1段階において所定の成形性を
有する粉末Aが所定量ダイス1内に充填される。なお、
ここで成形性とは或圧力で成形した場合に得られる成形
密度の度合を表わし、成形性が高くなる程成形密度が高
くなる。このようにして、第1段階の核燃料粉末の充填
が行なわれると、ダイス1が次の段階位置まで回動され
るとともに、下パンチ2が所定量下降され、その下パン
チ2の下降によって形成されたダイス空所内に、上記粉
末Aよりも成形性が高い粉末Bと上記粉末Aを50:5
0の割合で混合した粉末が供給される。
【0008】同様にして、次の第3段階では上記粉末B
のみが供給され、第4段階では粉末Aと粉末Bの混合
体、第5段階では粉末Aの充填が行なわれる。このよう
にして核燃料粉末の充填工程が終ると、次の工程で上パ
ンチ3が下降され、その上パンチ3の下降と下パンチ2
の上昇とによって粉末の加圧成形が行なわれる。
のみが供給され、第4段階では粉末Aと粉末Bの混合
体、第5段階では粉末Aの充填が行なわれる。このよう
にして核燃料粉末の充填工程が終ると、次の工程で上パ
ンチ3が下降され、その上パンチ3の下降と下パンチ2
の上昇とによって粉末の加圧成形が行なわれる。
【0009】すなわち、図2はダイス内における核燃料
粉末の充填状態を示す図であり、最下層に第1段階で供
給された粉末Aの充填層が形成され、その上方に第2段
階で供給された粉末Aと粉末Bの混合体の充填層が形成
され、その上方には第3段階、第4段階及び第5段階で
供給された粉末の充填層が形成される。
粉末の充填状態を示す図であり、最下層に第1段階で供
給された粉末Aの充填層が形成され、その上方に第2段
階で供給された粉末Aと粉末Bの混合体の充填層が形成
され、その上方には第3段階、第4段階及び第5段階で
供給された粉末の充填層が形成される。
【0010】しかして、このように複数段階に分けて核
燃料粉末をダイス内に供給するとともに、成形密度が低
くなる部位すなわち中央位置に成形性が高い粉末が充填
されているので、上記加圧成形された成形体内の密度は
ほぼ均一なものとなる。
燃料粉末をダイス内に供給するとともに、成形密度が低
くなる部位すなわち中央位置に成形性が高い粉末が充填
されているので、上記加圧成形された成形体内の密度は
ほぼ均一なものとなる。
【0011】ところで、2.3ton /cm2 で成形した場
合に5.4g/ccの密度となる成形性を有する粉末A
を、2.3ton /cm2 で成形加工し、1790℃、4時
間の還元雰囲気で焼結した場合、一つの焼結体の最大直
径と最小直径の差aは100μmとなった。
合に5.4g/ccの密度となる成形性を有する粉末A
を、2.3ton /cm2 で成形加工し、1790℃、4時
間の還元雰囲気で焼結した場合、一つの焼結体の最大直
径と最小直径の差aは100μmとなった。
【0012】一方、上記粉末Aと、2.2ton /cm2 で
成形した場合に5.4g/ccの密度となる粉末Bと、上
記粉末Aと粉末Bを50:50の割合で混合した粉末と
を使用し、前述のように第1段階と第5段階に粉末A、
第3段階に粉末B、第2段階及び第4段階に粉末AとB
との混合粉末を充填し、2.3ton /cm2 で成形した
後、1790℃、4時間の還元雰囲気で焼結した場合に
は、これで得られたペレットの最大直径と最小直径の差
aは10μmとなり、ペレット直径仕様の公差(±15
μm)内に収まった。
成形した場合に5.4g/ccの密度となる粉末Bと、上
記粉末Aと粉末Bを50:50の割合で混合した粉末と
を使用し、前述のように第1段階と第5段階に粉末A、
第3段階に粉末B、第2段階及び第4段階に粉末AとB
との混合粉末を充填し、2.3ton /cm2 で成形した
後、1790℃、4時間の還元雰囲気で焼結した場合に
は、これで得られたペレットの最大直径と最小直径の差
aは10μmとなり、ペレット直径仕様の公差(±15
μm)内に収まった。
【0013】上記2つの実験例を比較すると下表のよう
になる。
になる。
【0014】
【表1】 このように、本発明方法によってペレットを製造した場
合には、焼結後の直径はその測定位置にかかわらず十分
設計仕様を満足する。したがって、成形体から焼結体へ
の収縮率等により目標直径密度に合致するダイスを選定
すればその後の研削工程を省略することができる。
合には、焼結後の直径はその測定位置にかかわらず十分
設計仕様を満足する。したがって、成形体から焼結体へ
の収縮率等により目標直径密度に合致するダイスを選定
すればその後の研削工程を省略することができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は核燃料用
ペレットの成形に際し、ダイス内への核燃料粉末の供給
を複数段階に分け、成形体における粉末の密度が低くな
る部位に供給される段階の核燃料粉末程、順次その成形
性が高い粉末としたので、成形圧が低く成形体の粉末密
度が低くなる部位においても、成形後における成形体の
粉末密度をほぼ均一にすることができる。したがって、
焼結後におけるペレットに部位による直径差が発生する
ことを防止しほぼ均一直径のペレットを得ることがで
き、径を一定にするための研削工程を省略することがで
き、コストダウンを図ることができる。
ペレットの成形に際し、ダイス内への核燃料粉末の供給
を複数段階に分け、成形体における粉末の密度が低くな
る部位に供給される段階の核燃料粉末程、順次その成形
性が高い粉末としたので、成形圧が低く成形体の粉末密
度が低くなる部位においても、成形後における成形体の
粉末密度をほぼ均一にすることができる。したがって、
焼結後におけるペレットに部位による直径差が発生する
ことを防止しほぼ均一直径のペレットを得ることがで
き、径を一定にするための研削工程を省略することがで
き、コストダウンを図ることができる。
【図1】本発明方法を実施するロータリプレスの概略構
成を示す展開図。
成を示す展開図。
【図2】ダイス内における粉末の充填状態を示す説明
図。
図。
【図3】従来の粉末成形体内の粉末密度分布を示す図。
【図4】図3に示す成形体の焼結後の状態を示す図。
1 ダイス 2 下パンチ 3 上パンチ
【手続補正書】
【提出日】平成9年3月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】ところで、2.3ton/cm2で成形し
た場合に5.4g/ccの密度となる成形性を有する粉
末Aを、2.3ton/cm2で成形加工し、1790
℃、4時間の還元雰囲気で焼結した場合、一つの焼結体
の最大直径と最小直径の差aは110μmとなった。
た場合に5.4g/ccの密度となる成形性を有する粉
末Aを、2.3ton/cm2で成形加工し、1790
℃、4時間の還元雰囲気で焼結した場合、一つの焼結体
の最大直径と最小直径の差aは110μmとなった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】一方、上記粉末Aと、2.2ton/cm
2で成形した場合に5.4g/ccの密度となる粉末B
と、上記粉末Aと粉末Bを50:50の割合で混合した
粉末とを使用し、前述のように第1段階と第5段階に粉
末A、第3段階に粉末B、第2段階及び第4段階に粉末
AとBとの混合粉末を充填し、2.3ton/cm2で
成形した後、1790℃、4時間の還元雰囲気で焼結し
た場合には、これで得られたペレットの最大直径と最小
直径の差aは20μmとなり、ペレット直径仕様の公差
(±15μm)内に収まった。
2で成形した場合に5.4g/ccの密度となる粉末B
と、上記粉末Aと粉末Bを50:50の割合で混合した
粉末とを使用し、前述のように第1段階と第5段階に粉
末A、第3段階に粉末B、第2段階及び第4段階に粉末
AとBとの混合粉末を充填し、2.3ton/cm2で
成形した後、1790℃、4時間の還元雰囲気で焼結し
た場合には、これで得られたペレットの最大直径と最小
直径の差aは20μmとなり、ペレット直径仕様の公差
(±15μm)内に収まった。
Claims (3)
- 【請求項1】核燃料用ペレットの成形に際し、ダイス内
への核燃料粉末の供給を複数段階に分け、成形体におけ
る粉末の密度が低くなる部位に供給される段階の核燃料
粉末程、順次その成形性が高い粉末としたことを特徴と
する、核燃料ペレットの製造方法。 - 【請求項2】中心部に位置する核燃料粉末を上部及び下
部の核燃料粉末よりその成形性が高い粉末とすることを
特徴とする、請求項1記載の核燃料ペレットの製造方
法。 - 【請求項3】ダイスへの核燃料粉末の供給を5段階に分
け、第1段階と第5段階では同一成形性を有する核燃料
粉末を供給し、第3段階では第1段階及び第5段階で供
給する核燃料粉末より成形性が高い粉末を供給し、第2
段階と第4段階では上記両核燃料粉末を混合した粉末を
供給することを特徴とする、請求項1記載の核燃料ペレ
ットの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9026885A JPH10221475A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 核燃料ペレットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9026885A JPH10221475A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 核燃料ペレットの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10221475A true JPH10221475A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12205733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9026885A Pending JPH10221475A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 核燃料ペレットの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10221475A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2817386A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-05-31 | Franco Belge Combustibles | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire oxyde |
CN109278337A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-29 | 合肥合锻智能制造股份有限公司 | 一种核燃料预压成形液压机 |
-
1997
- 1997-02-10 JP JP9026885A patent/JPH10221475A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2817386A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-05-31 | Franco Belge Combustibles | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire oxyde |
WO2002045097A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Ste Franco-Belge De Fabrication De Combustibles | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire oxyde |
CN109278337A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-29 | 合肥合锻智能制造股份有限公司 | 一种核燃料预压成形液压机 |
CN109278337B (zh) * | 2018-10-09 | 2020-11-10 | 合肥合锻智能制造股份有限公司 | 一种核燃料预压成形液压机 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |