JPS58161970A - 原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレットの製法 - Google Patents

原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレットの製法

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JPS58161970A
JPS58161970A JP58029613A JP2961383A JPS58161970A JP S58161970 A JPS58161970 A JP S58161970A JP 58029613 A JP58029613 A JP 58029613A JP 2961383 A JP2961383 A JP 2961383A JP S58161970 A JPS58161970 A JP S58161970A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子炉用の可燃性毒物とも呼ばれる可燃性中
性子ａ収材に関する。この発明に基づく可燃性中性子吸
収材はハ１−年ＪＢＪＡ日に出願された米国籍許願第Ｊ
ｊコ４ｔコ号〔ラドフォード（Ｒａａｆｏｒａ）　）に
記載のタイプである。
この種の中性子吸収材には原子炉炉心に挿入された管中
に堆積した環状セラ建ツクペレットがある。この発明は
このようなペレット自体に関する。このようなペレット
は酸化アル１ニウム（ム１，０．）又は酸化ジルコニウ
ム（Ｚ　ｒ　Ｏ，）　　又はこの三者を組合わせたもの
を含む耐火材マトリックスを含む。中性子吸収材はこの
！トリックス全体に分散する。中性子徴収剤は金属ホウ
素、ガドリニウム、サマリウム、カドオウム、ユーロピ
ウム、ハフニウム、ジスプロシウム、及びインジウムの
元素又は化合物の１種又はそれ以上を含むことができる
。一般に使用される中性子吸収材は天然ホウ素又はＢｌ
＠が富化され九ホウ素の炭化物（Ｂ４　’）である。
ｊＯ尭明の実施に際して轟業者の理解を容易にするよう
簡潔で車体的に記載する丸めにこの明細書では’ＩＫｐ
ｊ□Ｏ，マトリックス及びＢ、Ｏ中性子吸収体について
述べる・この発明が他の材料で実施畜れる範四は、前記
ラド７オードの出願で引用されえ最高裁のグー−バー（
Ｇｒｏマ・ｒ）の導性において定義堪れ記載されている
同効物Ｏ範■である。
上述−〇ラド７オードの特許出願に開示されたベレット
の製法及びそれによって製造されえペレツＦ自体は十分
満足できることが証明された。
しかし、この製法及びこの製法によるベレットを使用し
え経験から幾つかの改嵐を行うことが望ましいという結
論に達した。マトリックス中の気孔又は空隙は一００ｇ
張及び中性子−ホウ素反応によって生じえヘリウムガス
をそれぞれ効率的まえは効果菊にｌｋ収することが望ま
しい。
さらＫｆｆ）リツタスの強度４１に圧縮強度の改善もま
え望まれる・この発明の目的は上述の望ましい特性を有
する中性子吸収体又は中性子吸収セライックの製法を提
供することである。さらにこの発明の目的は上述の望ま
しい特性を有する中性子吸収体又は中性子吸収セ９電ツ
クを提供するにある。
２ドフオードの特許出願の製造操作ではム１８０゜及び
へ〇粉末の混合物のス２すを噴霧乾燥する◎この乾燥し
て得た粉末はＢ、０粒子が埋め込まれ九ム１，０．０凝
集した球からなる。次いでこの粉末をベレットに押圧し
焼結する。この発明によりセラミック本体の中性子吸収
効率及び膨張に対する抵抗性の改善が実現し、同時Ｅｍ
ｉｔツク本体の製造に際してム１８０．とＢ、Ｏを分離
することによってセラミック本体の強度の増大が実現し
た。
従って、この発明はム１，０．及びＺｒＯ，からなるク
ラス１種又はそれ以上を含む討入材粉末のスラリを製造
し、咳スラリにバインダを加え、該スラリを乾燥して腋
バインダを含む酸化アルミニウムの凝集し大粒子の粉末
を製造し、該粉末をホウ素、ガドリニウム、サマリウム
、カドオウム、ニーービウム、ハフニウム、ジスプ霧シ
ウム、及びインジウムの１種又はそれ以上の元素又は化
金物からなる中性子吸収体のり２スの粉末と混合して粉
末混合物を製造し、紋理合物を均一に抑圧して未焼結体
を製造し、諌未焼結体を焼結して焼結体とし、次いで骸
焼結体を所定形状及び所定寸法の中性子吸収体に成形す
ることを特徴とする、原子炉の可燃性毒物棒用可燃性中
性子吸収体の製法に存する。
この発ｑｉ１０／実施態様による方法ではム１８ｏ。
単独のスラリを製造する。代表的にはポリビニルアルコ
ールマある硬質バインダを上記スラリに加え、ス２り及
びバインダを噴霧乾燥する。
この噴霧乾燥しえ生成物は平均直径３ＱないしＺＯｉタ
ロンの凝集し九球状ムＪ、０．である。この粉末を平均
寸法がよないし７５ミクロンである乾燥へａ＠末と混合
し均質な混合物を得る。
この混合物を均質に押圧し未焼結管状物（ｇｒ・・ｎ　
Ｔｕｂ＠ｓ　）とし、次いで焼結する。混合物を押圧し
た時、ム１．Ｏ１の凝集物が変形してからみ合い気孔中
にＢ、０粒子を捕捉する。焼結時にバインダーは揮発し
、で１えセラミックの構造は球状に近いム１，０．０高
密度部分を備える。これらの部分は主に気孔及びＢ、０
粒子に囲まれているＯ これはムｊ、Ｏ，ｗ　）リックス中ＫＢ、Ｏ粒子及び気
孔の好適な配置を生ずる０五八〇、のマトリックスは微
視的には高書度多結晶部分からなシ、その強度は２ドフ
オードが出願した発明により製造し九マトリックスより
も高い。ム’＊’ａ　は乾煤しているのでマトリックス
の吸湿性は着しく減少する◎Ｂ、Ｏ粒子は！トリックス
主とじ、て気孔中にある◇ｉマトリックス中性子が食事
しヘリウムガスが生じる時、利用できる多数の気孔によ
り８４０粒子の膨潤が徴収される。
以下この発明をさらに明確にＮ解できるように、示例の
走めのこの発明の好適な実施態様に基づき説明する。
第１工程／／においてム１．０．の粉末を液体６表的に
は脱イオン水であるのがよい水を入れ喪ポールミル中で
磨砕する。水及びム’ｌＯ６に少量で実効量の湿潤剤、
界面活性剤、及び解膠剤を加える・ム１，０．０平均寸
法は１０ないしＪＯｉターフである。ム１，０い水、及
び他の成分の相対量はラドフォードの出願明細書に開示
された量と実質的Ｋｌｊｌじである。磨砕によシ約４Ｉ
０−のムへ〇、単身味のスラリか得られるＯ ｇコニ程ＩＪＩ／Ｃおいて硬質バインダ例えばポリビニ
ルアルコールをスラリに添加する。第Ｊ工１！／ｊに、
おｉでスラリを２ドフオードの特許出願明細書に記載の
ような装置中で噴霧乾燥する。噴霧乾燥によって平均直
径約３０ないしｎｏｔタロンの凝集しえム１，０１球状
粒子を得る。
第ダニ程ｌりにおいて乾燥し大粒子を篩にかけ過度に大
亀な凝集粒子を除去する。次の工程／９ではム１，０．
凝集粒子とＢ、Ｏ粉末との均一混合物を製造する・温合
物中Ｂ４０粉末の含量は１ないしｊ０重量−であるＯＢ
、０粒子の平均粒子寸法はＩないし／ｊｔり四ンである
０ 残りの工程Ｊ／ないしＪｌはラドフォードＯ特許出願明
細書の工程と同様である。工１！−ノで均一混合物を金
臘に充填する０工＠ＪＪで均一混合物粉末を金層中で１
等圧圧縮し未焼結円柱物又は未焼結塊を製造する。適宜
、未焼結円柱体は工程Ｊｊで前焼結してもよい０未−細
塊を工程コツで焼結して所定寸法とする０焼結はアルゴ
ン雰囲気中はは大気圧下において焼結温度／参〇〇℃な
いし１ｔｏｏ’ｏｏ範囲で行なう０１楢コデで焼結体の
表面を研磨する。ムＪ□０．マトリックスにＢ、Ｏを含
むセフイックペレットを上記円柱体から切り出す。
以上のようにして製造しえセラ建ツタ体Ｏ建タロ組織を
第２図に示す０顕黴鏡写真における兼さ約／、４騙（／
／／６インチ）は！建り四ンに対応する・顕微鏡写真の
黒色部分ＪＪは気孔を示し、暗灰色部分３ｊはｉｔ、　
ｏを示す。ム１，０．単身の領域ｊｆは互ｉにからみ′
合っている０ｂ４０の領域は参Ｉで示されるようにムｊ
、Ｏ，に＠まれた気孔中にある。
第３図の顕微鏡写真は単に比較の丸めである。
ζ０＠黴鏡写真においても黒色部分ＪＪは気孔に対応し
、暗灰色部分Ｊｊはム＾０８、明灰色部分Ｊ？は−ＯＫ
対応する。しかしム１，０．単身がからみ合りえ領域は
存在しない。ム１，０．を囲む気孔中ＫＢ４Ｃは存在し
ない。第２図に示すようにＢ２Ｏはムへ〇、と混ざって
いゐＯ
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発１１による可燃性中性子吸収セフイック
ペレットの製法を示す工ｌ！図、第２図は第１図ｏ１１
法によ〉製造し九七ツ々ツク体の組織の顕微鏡写真、第
３図は比較の丸めにラドフォード０＠許出原明細書に開
示され九製法に基いて製造しえセラ電ツタ体の組織の顕
微鏡写真である。 Ｊ３・・黒色部分、３ｋ・・暗灰色部分、Ｊり・・明灰
色部分、Ｊｆ・・ム１８０．単身の領域、ダト・Ｂ２Ｏ
の領域・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ム鳥ｏ、及びＺｒＯＲからなるクラス１種又はそれ以上
    を含む耐火材粉末Ｏスラリを製造し、該ス２りにバイン
    ダを加え、咳スラリを乾燥して該バインダを含む酸化ア
    ル建ニウムの凝集し大粒子の１１末を製造し、該粉末を
    ホウ素、ガドリニウム、す１リクム、カドオウム、ユー
    ロピウム、ハフ！ウム、ジスプロシウム、及びインジウ
    ムの１種又はそれ以上の元素又は化合物からなる中性子
    吸収材のクラスの粉末とを混合して粉末混合物を製造し
    、蚊混合物を均一に押圧して未焼結体を製造し、骸未焼
    結体を焼結して焼結体とし、次いで該焼結体を所定形状
    及び所定寸法の中性子吸収体に成廖することを特徴とす
    る、原子炉の可燃性壽物棒用可燃性中性子吸収体の製法
    。
JP58029613A 1982-02-26 1983-02-25 原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレットの製法 Granted JPS58161970A (ja)

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