JPS61124894A - Store of spent fuel and manufacture of said store - Google Patents

Store of spent fuel and manufacture of said store

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JPS61124894A
JPS61124894A JP59246042A JP24604284A JPS61124894A JP S61124894 A JPS61124894 A JP S61124894A JP 59246042 A JP59246042 A JP 59246042A JP 24604284 A JP24604284 A JP 24604284A JP S61124894 A JPS61124894 A JP S61124894A
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JP
Japan
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zirconium
hydrogen
spent fuel
container
gas
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Application number
JP59246042A
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Japanese (ja)
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治男 藤森
遊佐 英夫
直人 植竹
伊庭 甫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、使用済燃料の貯蔵体及びその貯蔵体の製造方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a spent fuel storage body and a method for manufacturing the storage body.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

原子力発電所の使用済燃料は貯蔵・再処理の工程を経る
Spent fuel from nuclear power plants goes through storage and reprocessing processes.

貯蔵に関しては、現在、原子炉内プール貯蔵しているが
、再処理計画の遅れから数10年〜100年間にわたり
一時貯蔵する必要が生じてきた。
Regarding storage, currently it is stored in a pool within the reactor, but due to delays in the reprocessing plan, it has become necessary to temporarily store it for several decades to 100 years.

その場合、炉内プールに貯蔵するにせよ、おるいは独立
の貯蔵施設に貯蔵するにせよ、高密度で貯蔵することが
不可欠な条件である。さらに、中使用済燃料棒の再処理
方法として、特開昭56−151395 号公報に示す
ように、使用済燃料棒のジルコニウム合金製被覆管に水
素を吸蔵させ、その被覆管を粉砕して核燃料物質から分
離することを示している。
In this case, high density storage is an essential requirement, whether stored in an in-furnace pool, in a cage or in a separate storage facility. Furthermore, as a method for reprocessing medium-sized spent fuel rods, as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 151395/1983, hydrogen is stored in the zirconium alloy cladding tube of the spent fuel rod, and the cladding tube is crushed to produce nuclear fuel. Indicates separation from matter.

しかしながら、燃料再処理設備の処理容量が劣なく、使
用済燃料の大部分が原子力発電所内で保管されているの
が現状である。使用済燃料の貯蔵には、プール内に貯蔵
する方法及びキャスク内に収納する乾式キャスク貯蔵方
法がある。プール貯蔵方法は、冷却水浄化系が必要とな
り設備が大型化すること及び搬出入が容易でないことの
ような問題がある。乾式キャスク貯蔵方法は、プール貯
蔵方法の欠点を解消するが、乾式のため崩壊熱除去能力
が低いほか、中性子線やr線じゃへいのため、容器が大
型化9重量化する、という問題点を抱えている。
However, the processing capacity of fuel reprocessing equipment is not inferior, and the majority of spent fuel is currently stored within nuclear power plants. Spent fuel can be stored in a pool or in a dry cask. The pool storage method requires a cooling water purification system, which increases the size of the equipment, and there are problems in that it is not easy to carry in and out. The dry cask storage method eliminates the disadvantages of the pool storage method, but it has the problem of low decay heat removal capacity because it is a dry method, and the containers are large and heavy due to neutron and R-ray radiation. I'm holding it.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、放射線遮蔽能力の高いに用済燃料の貯
蔵体及びその貯蔵体の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a spent fuel storage body with high radiation shielding ability and a method for manufacturing the storage body.

央部に充填し、その充填領域を取囲むように容器内に1
ジルコニクム水素化物を充填することにある。
Fill the center and place 1 piece in the container surrounding the filling area.
It consists in filling with zirconium hydride.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の好適な一実施例である使用済燃料貯蔵体を第1
図及び第2図に基づいて説明する。
A spent fuel storage body, which is a preferred embodiment of the present invention, is
This will be explained based on the diagram and FIG.

使用済燃料貯蔵体lは、容器2内に使用済の核燃料物質
であるUO,ペレット3、ジルコニウム水素化物4及び
放射線遮蔽体5が充填されて構成されている。核燃料物
質3は、使用済燃料棒から取出したものであり、容器2
の中央部に充填されている。ジルコニウム水素化物4は
、使用済燃料棒のジルコニウム合金製の被覆管に水素を
吸蔵させて粉々にしたものであり、核燃料物質3の充填
領域の周囲を取囲むように容器2内に充填されている。
The spent fuel storage body 1 is constructed by filling a container 2 with UO, which is a spent nuclear fuel material, pellets 3, zirconium hydride 4, and a radiation shield 5. Nuclear fuel material 3 is extracted from spent fuel rods, and is stored in container 2.
is filled in the center. The zirconium hydride 4 is obtained by absorbing hydrogen into a zirconium alloy cladding tube of a spent fuel rod and pulverizing it, and is filled into the container 2 so as to surround the filling area of the nuclear fuel material 3. There is.

放射線遮蔽体5ti、ジルコニウム水素化物4の周囲を
取囲むように容器2内に充填されている。放射線遮蔽体
5は、r線を遮蔽する物質と中性子を遮蔽する物質を含
んでいる。ジルコニウム水素化物4を充填しているので
、中性子遮蔽物質の量が少なくなる。中性子遮蔽物質と
しては、中性子吸収材でもよい。
A radiation shield 5ti is filled in the container 2 so as to surround the zirconium hydride 4. The radiation shield 5 includes a substance that blocks r-rays and a substance that blocks neutrons. Since it is filled with zirconium hydride 4, the amount of neutron shielding material is reduced. The neutron shielding material may be a neutron absorbing material.

このような使用済燃料貯蔵体1は、ジルコニウム水素化
物の水素による中性子遮蔽物質を利用できるので、放射
線遮蔽体5の厚みを薄くすることができる。従って、そ
の分、使用済燃料棒の構成物質を多く充填できる。
Since such a spent fuel storage body 1 can utilize a neutron shielding material using hydrogen of zirconium hydride, the thickness of the radiation shielding body 5 can be made thin. Therefore, a larger amount of the constituent material of the spent fuel rod can be filled.

本実施例における使用済燃料貯蔵体の製造方法について
以下に説明する。第3図に示す装置は、使用済燃料棒の
ジルコニウム合金製部品を粉砕するものである。この装
置は、パツキン9で気密性を保持可能な水素化処理容器
10.ヒータ11、水素ガスボンベ12、排気ポンプ1
3、核分裂生成ガス処理装置7、水素ガス貯蔵タンク1
4、調圧装置15、粉末フィルタ16、及び排ガストラ
ップ17、から構成される。水素化処理容器10は、そ
の内部に、使用済燃料棒を保持する支持部材28、支持
部材28の下方に配置されて金網で作られた受は皿27
及び最下位に配置されて板で作られた受は皿29を有し
ている。支持部材28は、相互に間隔を有して配置され
た複数の丸棒で構成されている。支持部材28のすぐ下
に水平方向にスライドするスライド板8が設けられてい
る。
The method for manufacturing the spent fuel storage body in this example will be described below. The apparatus shown in FIG. 3 is for crushing zirconium alloy parts of spent fuel rods. This apparatus consists of a hydrogen treatment container 10 which can be kept airtight with a packing 9. Heater 11, hydrogen gas cylinder 12, exhaust pump 1
3. Nuclear fission product gas processing device 7, hydrogen gas storage tank 1
4, a pressure regulator 15, a powder filter 16, and an exhaust gas trap 17. The hydrogenation treatment vessel 10 includes a support member 28 for holding the spent fuel rods therein, and a receiving plate 27 disposed below the support member 28 and made of wire mesh.
A receiver made of a plate and placed at the lowest level has a plate 29. The support member 28 is composed of a plurality of round bars arranged at intervals. A slide plate 8 that slides horizontally is provided immediately below the support member 28.

原子炉の炉心から取出された使用済の燃料集合体から取
外された多数の使用済燃料棒7を、水素化処理容器10
内の支持部材28上に置く。使用済燃料棒7は、ジルコ
ニウム合金製の被覆管内に多数のUO,ペレットが充填
されている。使用済燃料集合体そのものを支持部材2B
上に置いてもよい。そして、水素化処理容器10の上部
の蓋を閉める。この時、スライド板8は、支持部材28
の下に挿入されている。水素ガスボンベ12内の水素ガ
スを、FPガス処理装置7を介さずに水素化処理容器1
0へ導入する。水素ガスの圧力は、調圧装置15にて調
節される。水素供給後、ヒータ11により水素化処理容
器10内の温度をあげると、使用済燃料棒を構成してい
るジルコニウム合金製被覆管等のジルコニウム合金部材
の水素吸蔵が始まる。ジルコニウム合金部材は水素ぜい
化により破砕される。この際、第4図に示すように30
0C以上にすると水素吸蔵が活発になる。第4図による
と、高温側では再び水素吸蔵量は減少するが、ジルコニ
ウム合金部材中の水素の拡散速度は増加するので、30
0tll’以上ならば問題ない。
A large number of spent fuel rods 7 removed from a spent fuel assembly taken out from the core of a nuclear reactor are placed in a hydrogen treatment vessel 10.
Place it on the support member 28 inside. The spent fuel rod 7 has a zirconium alloy cladding tube filled with a large number of UOs and pellets. The spent fuel assembly itself is supported by the support member 2B.
You can place it on top. Then, the upper lid of the hydrogenation treatment container 10 is closed. At this time, the slide plate 8
is inserted below. The hydrogen gas in the hydrogen gas cylinder 12 is transferred to the hydrogen treatment container 1 without passing through the FP gas treatment device 7.
Introduce to 0. The pressure of hydrogen gas is regulated by a pressure regulator 15. After hydrogen is supplied, when the temperature inside the hydrogenation treatment vessel 10 is raised by the heater 11, hydrogen storage in the zirconium alloy members such as the zirconium alloy cladding that constitutes the spent fuel rod begins. Zirconium alloy members are fractured by hydrogen embrittlement. At this time, as shown in Figure 4, 30
When the temperature is above 0C, hydrogen storage becomes active. According to Fig. 4, the hydrogen storage capacity decreases again on the high temperature side, but the hydrogen diffusion rate in the zirconium alloy member increases, so 30
If it is 0tll' or more, there is no problem.

その後、排気ポンプ13により水素化処理容器10内の
圧力を下げていくと、第5図に示すように、水素の脱離
現象が生ずる。ジルコニウム水素化物からの格子定数の
変化に耐えられず、金属ジルコニウムは粉末化する。水
素化処理容器10から排出されるガスは、燃料棒1から
出た核分裂生成ガスを捕集するために、核分裂生成ガス
処理装置7を通す。核分裂生成ガス処理装置としては、
コールドトラップや各種吸着剤を用いたトラップ等があ
る。例えば、液体チッ素トラップなら、水素とヘリウム
以外のガスを捕集できる。コールドトラップの場合では
、冷却器18で核分裂生成ガスを捕集して捕集客器に移
したり、あるいは、放射能が充分減衰した場合等、状況
に応じて加熱器19を用いて排ガストラップ17へ移送
できる。
Thereafter, when the pressure inside the hydrogenation treatment vessel 10 is lowered by the exhaust pump 13, a hydrogen desorption phenomenon occurs as shown in FIG. Unable to withstand the change in lattice constant from zirconium hydride, metallic zirconium turns into powder. Gas discharged from the hydrogen treatment vessel 10 passes through a fission product gas processing device 7 in order to collect the fission product gas discharged from the fuel rods 1 . As a fission product gas processing device,
There are cold traps and traps using various adsorbents. For example, a liquid nitrogen trap can collect gases other than hydrogen and helium. In the case of a cold trap, the fission product gas is collected in the cooler 18 and transferred to the collection device, or the heater 19 is used to transfer it to the exhaust gas trap 17 depending on the situation, such as when the radioactivity has sufficiently attenuated. Can be transported.

また、水素は、貯蔵タンク14、及び調圧装置15を経
てリサイクル使用することが可能である。
Further, hydrogen can be recycled and used after passing through the storage tank 14 and the pressure regulating device 15.

核分裂生成ガスは水素の吸蔵・脱離サイクルに影響しな
いので、必ずしも完全に核分裂生成ガスを捕集する必要
もない。以上の水素吸蔵・脱離サイクルをくり返すと、
ジルコニウム合金部材の微粒化を徹底できる。粉末フィ
ルタ16は、ガスの排気時に微粉末が排気系内に流入す
るのを防止するために設置している。
Since the fission gas does not affect the hydrogen absorption/desorption cycle, it is not necessary to completely collect the fission gas. When the above hydrogen absorption/desorption cycle is repeated,
Enables thorough atomization of zirconium alloy members. The powder filter 16 is installed to prevent fine powder from flowing into the exhaust system during gas exhaust.

なお、被覆管等の表面の酸化皮膜(Z r Q*  )
や、表面に付着しているクラッド(主としてF e* 
Os )も、上記処理中に水素環元されて金属の粉末に
なる。UO,ペレットは発熱体(≧400C)である丸
め水素吸蔵・脱離過程での外部加熱量を減少することが
できる。特に、水素吸蔵によるジルコニウム合金部材の
水素ぜい化後は、UOtベレットとジルコニウム水素化
物とが混合接触するため、続く水素脱離過程におけるヒ
ータ11による外部加熱量は、大幅に節約できる。
In addition, the oxide film (Z r Q *) on the surface of the cladding tube, etc.
and cladding attached to the surface (mainly Fe*
Os) is also converted into metal powder by hydrogen ring reduction during the above treatment. UO and pellets are rounded heat generating elements (≧400C) and can reduce the amount of external heating during the hydrogen absorption/desorption process. In particular, after hydrogen embrittlement of the zirconium alloy member by hydrogen absorption, the UOt pellet and the zirconium hydride come into mixed contact, so the amount of external heating by the heater 11 in the subsequent hydrogen desorption process can be significantly reduced.

水素化処理容器1θ内において使用済燃料棒1のジルコ
ニウム合金部材に対する水素吸蔵及び脱離操作を何回か
繰返した後、水素化処理容器10内に水素を供給してジ
ルコニウム合金部材に水素を吸蔵させた段階、すなわち
ジルコニウム合金部材カジルコニウム水素化物になって
いる状態で粉砕操作を中止する。そして、スライド板8
を引抜くと、支持部材28上に依存していたU Otペ
レット及び粉々になったジルコニウム水素化物は、受は
皿27上に落下する。受は皿27は金網にて作られてい
るので、粒径1μm程度のジルコニウム水素化物は、受
は皿27の金網の間を落下して受は皿29の上に達する
。UO,ペレットは、大きいので受は皿27上に残る。
After repeating hydrogen storage and desorption operations on the zirconium alloy member of the spent fuel rod 1 several times in the hydrogenation treatment vessel 1θ, hydrogen is supplied into the hydrogenation treatment vessel 10 and hydrogen is stored in the zirconium alloy member. The crushing operation is stopped at the stage where the zirconium alloy member is turned into a zirconium hydride. And slide plate 8
When the support member 28 is pulled out, the UOt pellets and the shattered zirconium hydride fall onto the tray 27. Since the receiver plate 27 is made of a wire mesh, the zirconium hydride having a particle size of about 1 μm falls between the wire meshes of the receiver plate 27 and reaches the top of the receiver plate 29. Since the UO pellets are large, the receiver remains on the tray 27.

従って、UO,ベレット3とジルコニウム水素化物4は
、第6図の物4が、第1図に示すように容器2内に充填
される。このようにして使用済燃料貯蔵体1が得られる
。使用済燃料貯蔵体1は、所定の保V場所に保管される
Therefore, the UO, pellets 3 and zirconium hydride 4 shown in FIG. 6 are filled into the container 2 as shown in FIG. In this way, the spent fuel storage body 1 is obtained. The spent fuel storage body 1 is stored at a predetermined storage location.

第7図は、第3図における水素化処理容器10内におけ
るUO,ペレット3とジルコニウム水素化物の分離の他
の実施例を示している。
FIG. 7 shows another example of separation of UO, pellets 3, and zirconium hydride in the hydrogenation treatment vessel 10 in FIG. 3.

選別・分離用の金網で作られた受は皿27A及び27B
を金網の目の粗い順に上方より複数段設置する。これに
より、UO,ペレット3と粉末状のジルコニウム水素化
物4との分離精度及び効率を上げることができる。さら
に、受は皿27A及び27Bをスプリング30に吊すこ
とにより緩衝機能を持たせると、受は皿27A及び27
Bへの落下時におけるUO,ベレット3の細粉化を防止
できる。
Receivers made of wire mesh for sorting and separation are plates 27A and 27B.
are installed in multiple stages from above in order of coarse wire mesh. Thereby, the accuracy and efficiency of separating the UO, pellets 3, and powdered zirconium hydride 4 can be improved. Furthermore, if the receiver has a buffering function by suspending the plates 27A and 27B from the spring 30, the receiver will
It is possible to prevent the UO and pellet 3 from becoming fine powder when falling to B.

以上のように、本【施例によれば、金網製の受は皿を複
数段設置し、さらに緩衝機能を持たせることにより、U
O,ベレットとジルコニウム水素化物との分離精度及び
効率を向上できる利点がある。
As mentioned above, according to this example, the wire mesh tray is equipped with multiple tiers of plates and has a buffering function.
This method has the advantage of improving the accuracy and efficiency of separating O, pellets and zirconium hydride.

さらに別な選別方法の実施例を第8図に示す。An example of yet another sorting method is shown in FIG.

即ち、水素ガス及び/又はキャリアガス31等のガスを
ノズル32から吹きつけることにより、金網製の受は皿
27の目やUO,ベレット30表面上に残存する少量の
粉末状のジルコニウム水素化物を吹き飛ばし、受は皿2
7の下部へ移動させる。
That is, by spraying gas such as hydrogen gas and/or carrier gas 31 from the nozzle 32, the wire mesh receiver removes a small amount of powdered zirconium hydride remaining on the openings of the plate 27, the UO, and the surface of the pellet 30. Blow away, catch plate 2
Move it to the bottom of 7.

この方法により、分離精度及び効率を向上させることが
できる。
This method can improve separation accuracy and efficiency.

前述の各選別方法は、使用済燃料の構成材のうち、Zr
yとU Ot と、それ以外の材料との分離にも利用で
きる。即ち、燃料集合体を考えた場合、ステンレス製の
ボルト、ナツト、あるいはインコネル製のスプリング等
が少量・含まれる。これらを分離することなく貯蔵又は
再処理しても、少量なので、問題はないが、分離する方
がより適切である。
Each of the above-mentioned sorting methods uses Zr among the constituent materials of spent fuel.
It can also be used to separate y and U Ot from other materials. That is, when considering a fuel assembly, a small amount of stainless steel bolts and nuts, or Inconel springs, etc. are included. Even if these are stored or reprocessed without separation, there is no problem since the amount is small, but it is more appropriate to separate them.

第9図に基づいて本発明の他の実施例である使を繰返し
、前述の如<UOzベレット3とジルコニウム水素化物
4を分離する。その後、水素化処理容器10内からジル
コニウム水素化物4の一部を取出す。水素化処理容器1
0内に残したジルコニウム水素化物4を受は皿29に入
れたまま支持部材28上に載せる。そして排気ポンプ1
3を駆動して水素化処理容器lO内の圧力を下げ1、ジ
ルコニウム水素化物4から水素を離脱させる。これに上
ゲジルコニウム水素化物4は、ジルコニウム合金(以下
単に金属ジルコニウムという)になる。
The procedure of another embodiment of the present invention is repeated based on FIG. 9, and the UOz pellet 3 and the zirconium hydride 4 are separated as described above. Thereafter, a portion of the zirconium hydride 4 is taken out from inside the hydrogenation treatment vessel 10. Hydrogenation vessel 1
The zirconium hydride 4 remaining in the tray 29 is placed on the support member 28 while remaining in the tray 29. and exhaust pump 1
3 is driven to lower the pressure in the hydrogenation treatment vessel 1O, and hydrogen is removed from the zirconium hydride 4. Moreover, the zirconium hydride 4 becomes a zirconium alloy (hereinafter simply referred to as metal zirconium).

この金属ジルコニウム24とUO,ペレット3を混合し
、第10図に示すプレス容器25内に入れる。そして、
プレス26により加圧・成形する。
This metal zirconium 24, UO, and pellets 3 are mixed and placed in a press container 25 shown in FIG. and,
Pressure is applied and molded using a press 26.

金属ジルコニウム24は塑性変形するので、比較的小さ
な圧力(100MFの程度)でプレスしても、UOtペ
レット3の混在するジルコニウムインゴットをつくるこ
とができる。金属ジルコニウムは熱の良導体であるから
、UO,ペレット3から発生する崩壊熱を効率良く除去
可能でおる。ここで、プレス容器25としては、貯蔵用
の容器2や、水素化処理容器10を兼用することも可能
で−ある。
Since the metallic zirconium 24 is plastically deformed, a zirconium ingot in which UOt pellets 3 are mixed can be produced even when pressed with a relatively small pressure (on the order of 100 MF). Since metallic zirconium is a good conductor of heat, the decay heat generated from the UO and pellets 3 can be efficiently removed. Here, the press container 25 can also be used as the storage container 2 or the hydrogenation treatment container 10.

第11図に示す放射線遮蔽体5を内張すした容器1内の
中央に、プレス成型されたU Otペレット3と金属ジ
ルコニウム24とが混合されている成型体22を入れ、
その成型体22と放射線遮蔽体5との間にジルコニウム
水素化物4を充填する。
A molded body 22 containing a mixture of press-molded U Ot pellets 3 and metal zirconium 24 is placed in the center of a container 1 lined with a radiation shield 5 shown in FIG.
Zirconium hydride 4 is filled between the molded body 22 and the radiation shield 5.

このようにして得られた使用済燃料貯蔵体6は、前述の
使用済燃料貯蔵体lと同様な効果が得られる。さらに成
型体22内に金属ジルコニウム24が混合されているの
で、熱伝導性が良<UOtベレット3の崩壊熱の放熱効
果が向上する。
The thus obtained spent fuel storage body 6 provides the same effects as the above-described spent fuel storage body 1. Furthermore, since metal zirconium 24 is mixed in the molded body 22, the heat conductivity is good and the decay heat dissipation effect of the UOt pellet 3 is improved.

使用済燃料貯蔵体の製造方法の他の実施例を第12図に
基づいて説明する。第12図に示す装置は、第3図に示
す装置に、排気ポンプ13A1HCtボンベ33及びZ
rO2,トラップ34を新たに設けたものでおる。
Another embodiment of the method for manufacturing a spent fuel storage body will be described based on FIG. 12. The apparatus shown in FIG. 12 includes an exhaust pump 13A1HCt cylinder 33 and a Z
A new rO2 trap 34 is installed.

水素化処理容器10内で使用済燃料棒7の水素吸蔵・離
脱を繰返してジルコニウム合金部材を粉砕する。粉砕し
た後でジルコニウム合金部材が金属ジルコニウムになる
ようにする。この処理が完了すると、水素化処理容器1
0内には、UO,ペレット3と金稿ジルコニウム24が
照合状態で存在する。その後ヒータ11により400C
程度に水素化処理容器10内を加熱し、その温度条件下
でHCtガスをHCtボンベ33より導入する。
The spent fuel rods 7 are repeatedly absorbed and desorbed with hydrogen in the hydrogen treatment vessel 10 to crush the zirconium alloy member. After crushing, the zirconium alloy member becomes metallic zirconium. When this treatment is completed, the hydrogenation treatment vessel 1
0, UO, pellet 3, and golden zirconium 24 exist in a collated state. After that, it was heated to 400C by the heater 11.
The inside of the hydrogenation treatment container 10 is heated to a certain temperature, and HCt gas is introduced from the HCt cylinder 33 under that temperature condition.

7、rとHO2とが反応してもZrC435が発生する
。ZrC430は約300C以上で昇華するので、−気
体となり、UO,ペレット3と分離できる。zr(::
430は、排気ポンプ13の駆動により水素化処理容器
10外に吐出され、3001:’以下に保持されたZr
C6,)ラップ34にて固化・回収する。ジルコニウム
をz r c t、として気化・分離する方法自体は乾
式再処理法の一つとして公知であるが、本実施例ではジ
ルコニウム合金部材をあらかじめ粒径1μm以下に微粒
化しておるため、反応の表面積は極めて犬きく、迅速に
気化処理することができる独自のメリットを持っている
。この際U Otペレットの塩化反応は無視できる。ま
た、一部が塩化物となっても、700C以下では気化し
ないので、ZrC64と混合することはない。
7. Even when r and HO2 react, ZrC435 is generated. Since ZrC430 sublimates at about 300C or higher, it becomes a -gas and can be separated from UO and pellets 3. zr(::
430 is discharged outside the hydrogenation treatment vessel 10 by driving the exhaust pump 13 and is maintained at 3001:' or below.
C6,) Solidify and collect with wrap 34. The method of vaporizing and separating zirconium as z rct is itself known as one of the dry reprocessing methods, but in this example, the zirconium alloy member was atomized in advance to a particle size of 1 μm or less, so the reaction rate was reduced. It has the unique advantage of extremely small surface area and rapid vaporization. At this time, the chlorination reaction of the U Ot pellets can be ignored. Moreover, even if some of it becomes chloride, it will not vaporize at temperatures below 700C, so it will not mix with ZrC64.

以上のように1本実施例によれば、粉末化して表面積を
増した金属ジルコニウムをHClと反応させてz r 
c t、として迅速に気化することにより、UO,ペレ
ットの微小破片の有無にかかわらず、金属ジルコニウム
とUO□ベレットとを分離できる利点がある。ZrC6
4トラツプ34より、Z r C14を取出して、それ
をMgまたはNaで還元することにより金、Aジルコニ
ウムを得ることができる。この金属ジルコニウムを水素
化して第1図に示す容器2内に充填する。または、金属
ジルコニウムの一部を水素化するとともに残りの金属ジ
ルコニウムをU Otペレットとの混合成型体を溝成し
、その成型体とジルコニウム水素化物を第11図に示す
ように容器2内に充填してもよい。
As described above, according to this embodiment, metallic zirconium, which has been pulverized to increase the surface area, is reacted with HCl to
Rapid vaporization as c t has the advantage that metallic zirconium and UO□ pellets can be separated regardless of the presence or absence of minute fragments of UO pellets. ZrC6
Gold and A zirconium can be obtained by extracting Z r C14 from the 4-trap 34 and reducing it with Mg or Na. This metal zirconium is hydrogenated and filled into a container 2 shown in FIG. Alternatively, a part of the metal zirconium is hydrogenated and the remaining metal zirconium is mixed with U Ot pellets to form a molded product, and the molded product and zirconium hydride are filled into the container 2 as shown in Fig. 11. You may.

同じく気化による分離法の別な一例を示すと、7ノ化反
応により分離する方法がある。即ち、UO,をU F 
a として気化・回収する方法である。
Another example of a separation method using vaporization is a method of separation using a heptanization reaction. That is, UO, is U F
This is a method of vaporizing and recovering it as a.

金MZ r yも同時にZ r F4になるが、Ull
i’、とZ r F4の沸点はそれぞれ510C,及び
1700C(1気圧)であり、5100以下ではU F
 aのみ気化する。この温度は圧力を下げれば減少でき
る。フッ化反応による分離プロセスについでは、再処理
への適用例として後述するが、この場合も、前述のZr
Ct4′の気化法と同様に、UO,ペレットの微小破片
の有無によらず、ジルコニウムを分離できる。
Gold MZ r y also becomes Z r F4 at the same time, but Ull
The boiling points of i', and Z r F4 are 510C and 1700C (1 atm), respectively, and below 5100, U F
Only a is vaporized. This temperature can be reduced by lowering the pressure. The separation process by fluorination reaction will be described later as an example of application to reprocessing, but in this case as well, the above-mentioned Zr
Similar to the Ct4' vaporization method, zirconium can be separated regardless of the presence or absence of UO and minute fragments of pellets.

使用済燃料の他の貯蔵体製造方法を第13図により説明
する。
Another method of manufacturing a spent fuel storage body will be explained with reference to FIG. 13.

長期貯蔵期間中のジルコニウムの安定性を保持するため
には、金属ジルコニウムとしてではなく、前述のように
、ジルコニウム水素化物として貯蔵するのも一方法であ
るが、このほが、ジルコニウム酸化物等信の安定な化学
形態をとらせることも可能である。
In order to maintain the stability of zirconium during long-term storage, one method is to store it as zirconium hydride, rather than as metal zirconium, as described above; It is also possible to have a stable chemical form.

ジルコニウム酸化物にする場合は、ジルコニウム水素化
物又は金属ジルコニウムを酸素、空気等の酸化雰囲気に
さらすことになる。ジルコニウム水素化物又は金属ジル
コニウムは、前述のように細片化おるいは粉末化してい
るので、反応は速やかに進行する。
When producing zirconium oxide, zirconium hydride or metallic zirconium is exposed to an oxidizing atmosphere such as oxygen or air. Since the zirconium hydride or metal zirconium is fragmented or powdered as described above, the reaction proceeds quickly.

UO,ベレットとの混合体を酸化雰囲気におく場合、温
度を250C以上にするとUO,はU、0.へと変化し
て粉末化(粒径数10μm)する。粉末化の時点で、U
O,ペレット内に閉じ込められていた核分裂生成ガスが
放出される。またU、0.は安定な酸化形態であり、貯
蔵期間中に何らかの原因で空気にさらされても、さらに
反応による体積変化して成形体あるいは貯蔵容器の損傷
を引き起す、という問題も生じない。
When a mixture of UO and pellets is placed in an oxidizing atmosphere, if the temperature is raised to 250C or higher, UO, becomes U, 0. and becomes powder (particle size of several 10 μm). At the time of powdering, U
O, the fission product gas trapped within the pellet is released. Also U, 0. is a stable oxidized form, and even if it is exposed to air for some reason during storage, there will be no problem of volume change due to reaction and damage to the molded product or storage container.

即ち、Usoaへの酸化プロセスを付は加えることによ
り、一時貯蔵期間中のFPバガスれ、あるいは核燃料物
質の散逸等の事故の可能性を低減することができる。H
,0−?NO,等のガスは酸化を促進することができる
。250C以下ではU、0アとなり、粉末化は起らない
ので、核分裂生成ガス除去は期待できない。一度U、0
.へ粉末化した後、再び焼結して減容比を上げることも
できる。この第1図及び第11図に示す貯蔵体において
、UO,ぺレット3を過度に入れると中性子量が増大す
る。容器2内に入れたジルコニウム水素化物4にてその
中性子を遮蔽することができなくなる。
That is, by adding an oxidation process to Usoa, it is possible to reduce the possibility of accidents such as FP bagasse leakage or nuclear fuel material dissipation during the temporary storage period. H
,0-? Gases such as NO, etc. can promote oxidation. Below 250C, the temperature becomes U, 0A, and powdering does not occur, so removal of fission product gas cannot be expected. Once U, 0
.. It is also possible to increase the volume reduction ratio by sintering it again after powdering it. In the storage bodies shown in FIGS. 1 and 11, if excessive amounts of UO and pellets 3 are added, the amount of neutrons increases. The neutrons cannot be shielded by the zirconium hydride 4 placed in the container 2.

このような場合には、中性子吸収材の量を多くすればよ
い。
In such a case, the amount of neutron absorbing material may be increased.

次に、再処理のヘッドエンドプロセスに適用したときの
実施例を第14図に示す。使用済燃料1は、ジルコニウ
ム合金の水素吸蔵工程36及び水素脱離工程37に導入
される。この工程で燃料であるUOtベレットは脱被覆
される。次に脱被覆された使用済燃料は酸化工程38に
送られる。酸化工程ではまず、活性の強い金属ジルコニ
ウムの粉末を酸化するために、アルゴンガス中に1〜2
チの空気をまぜた混合ガスを通気させた状態で数時間保
持する。UO,の崩壊熱で、全体は400C程度になる
ので酸化反応は充分進む。このことは酸素濃度計で出口
のアルゴンガス中の酸素を監500Cで金属7.ryは
すべて安定な酸化物に変化する。次いで、酸化槽を5o
ocに昇温、1〜2時間保持する。この過程でUO,U
すべてUsOaに変化すると同時に、数10ミクロンの
粉末になる。この酸化過程38でUO,ベレット中の気
体状の核分裂生成物はすべて核分裂生成ガス処理装置7
へ送られる。ジルコニウム酸化物およびUO。
Next, FIG. 14 shows an example when applied to a reprocessing head-end process. The spent fuel 1 is introduced into a zirconium alloy hydrogen storage step 36 and a hydrogen desorption step 37 . In this process, the fuel UOt pellets are decoated. The declad spent fuel is then sent to an oxidation step 38. In the oxidation process, in order to oxidize the highly active metallic zirconium powder, 1 to 2
The mixed gas mixed with air is kept aerated for several hours. Because of the decay heat of UO, the total temperature reaches about 400C, so the oxidation reaction progresses sufficiently. This can be confirmed by monitoring the oxygen in the argon gas at the outlet with an oxygen concentration meter at 500C. All ry changes to stable oxides. Next, the oxidation tank was heated to 5o
Raise the temperature to oc and hold for 1-2 hours. In this process, UO, U
At the same time as all of it changes to UsOa, it becomes a powder of several tens of microns. In this oxidation process 38, all gaseous fission products in the UO and pellets are removed by the fission product gas processing device 7.
sent to. Zirconium oxide and UO.

ベレットはその後、ビューVツクス法再処理工場の溶解
工程60へ送られる。こうすることにより、溶解槽での
溶解条件は著しく緩和される。すなわち、U3011粉
末であれば常温で6規定の硝酸溶液で容易に溶かすこと
ができ、溶解槽が腐食することはない。さらに、ジルコ
ニウム酸化物は硝酸には不溶で金属廃棄物として排出さ
れ、圧縮、顆粒化工程39で減容される。このときの貯
蔵容積はハルを単に貯蔵したときとくらべ、約1/z6
となる。一方、溶解液はフィルタ拳液調整部61で調整
されたのち、抽出−分離工程62へ移送される。
The pellets are then sent to the melting step 60 of the Beau Vtx reprocessing plant. By doing so, the dissolution conditions in the dissolution tank are significantly relaxed. That is, U3011 powder can be easily dissolved in a 6N nitric acid solution at room temperature, and the dissolution tank will not corrode. Furthermore, zirconium oxide is insoluble in nitric acid and is discharged as metal waste, and its volume is reduced in a compression and granulation step 39. The storage volume at this time is approximately 1/z6 compared to when the hull is simply stored.
becomes. On the other hand, the solution is adjusted in a filter liquid adjustment section 61 and then transferred to an extraction-separation step 62.

以上のように、本実施例によれは操作が複雑な剪断工程
が一切不要となり、再処理溶解槽での溶解条件を著しく
緩和することができ、溶解槽の寿命を大幅に延長するこ
とが可能となる。また、金属廃棄物の容積を低減する効
果がある。
As described above, this example eliminates the need for a shearing process that is complicated to operate, significantly easing the dissolution conditions in the reprocessing dissolution tank, and significantly extending the life of the dissolution tank. becomes. It also has the effect of reducing the volume of metal waste.

再処理に適用した他の実施例を第15図に示す。Another embodiment applied to reprocessing is shown in FIG.

前記実施例と同様に、使用済燃料1は水素吸蔵工程36
、及び水素脱離工程37により脱被覆された後、粗分離
工程40へ送られ、UO,ペレットと、金属Zryの粉
末とが分離される。粗分離工程40の具体的構成として
は、例えば第3図、第6図〜第8図に示した構成が考え
られる。いずれもメツシュによる分離を基本にしている
。これらの詳細な説明は、前述しておるので省略する。
As in the previous embodiment, the spent fuel 1 is subjected to the hydrogen storage process 36.
, and after being decoated in the hydrogen desorption step 37, it is sent to a rough separation step 40, where UO, pellets, and metal Zry powder are separated. As a specific configuration of the rough separation step 40, for example, the configurations shown in FIG. 3 and FIGS. 6 to 8 can be considered. Both methods are based on separation by mesh. Detailed explanations of these are omitted since they have been described above.

粗分離工程40で金属Zryと分離されたU Otベレ
ットは、酸化工程38に移送される。この実施例におけ
る酸化工程は前述した実施例(第14図)とほぼ同じで
あるが、酸化槽へは空気のみを送るようになっている。
The U Ot pellets separated from the metal Zry in the rough separation step 40 are transferred to the oxidation step 38 . The oxidation process in this embodiment is almost the same as in the previously described embodiment (FIG. 14), except that only air is sent to the oxidation tank.

まず、空気を注入しながら酸化槽を8000まで加熱す
る。この過程で、UOtはU 、 O、の粉末に変わF
)、UOtペレット内に保持されているFPガスは、空
気と共に核分裂生成ガス処理装置7に送られ、捕集され
る。U s Osの粉末は、溶解工程60に送られる。
First, the oxidation tank is heated to 8,000 ℃ while injecting air. In this process, UOt turns into powders of U, O, and F.
), the FP gas held in the UOt pellets is sent together with air to the fission product gas processing device 7 and collected. The U s Os powder is sent to a melting step 60 .

−万、粗分離工程40からは金属ジルコニウムの粉末が
排出されるが、この粉末中には、一部の粉末状UO,が
混入している。核燃料物質の管理上、これらを分離・回
収するのが適切である。
-10,000 Metal zirconium powder is discharged from the rough separation step 40, but some powdered UO is mixed in this powder. For the management of nuclear fuel materials, it is appropriate to separate and recover them.

このため、当該粉末は、精分離工程41に送られる。Therefore, the powder is sent to a purification separation step 41.

清分離工程41の具体例を第16図に示す。主要な機器
は、UOI 、Puntをフッ素化して六フッ化物に転
換させる反応器42、金属廃棄物受器43、フッ素化ガ
スタンク44、送風機45、ウラン、プルトニウムの六
フッ化物を捕集するためのコールドトラップ46である
。まず、微量のUOt + P u 01を含む金属ジ
ルコニウムの粉末は、移送管47を通して反応器42に
入る。反応器42の内部には、熱伝達を良くするために
アルミナ粒子が充てんされており、外壁のヒータ48の
熱を、当該粉末に伝える。反応器42にはアルミナの焼
結フィルタ49があり、フッ素化ガスは、反応器42の
下部からアルミナフィルタ49を通して反応器内に送り
込まれる。UO,、puo。
A specific example of the clear separation step 41 is shown in FIG. The main equipment is a reactor 42 for fluorinating UOI, Punt and converting it into hexafluoride, a metal waste receiver 43, a fluorinated gas tank 44, a blower 45, and a reactor 42 for collecting uranium and plutonium hexafluoride. This is a cold trap 46. First, metallic zirconium powder containing a trace amount of UOt + P u 01 enters the reactor 42 through the transfer pipe 47 . The inside of the reactor 42 is filled with alumina particles to improve heat transfer, and the heat from the heater 48 on the outer wall is transferred to the powder. The reactor 42 has an alumina sintered filter 49, and the fluorinated gas is fed into the reactor from the lower part of the reactor 42 through the alumina filter 49. UO,,puo.

のフッ化反応は、はぼ500Cで起こるので反応器内が
当該温度になるように、ヒータ48の入力をコントロー
ルする。フッ素化ガスとしては、ノ)ロゲンのフッfl
Z物(C6F、)、37ノ化コバル)(CoFs)、あ
るいはフッ素(F2 )ガスを用いることができる。7
ツ素ガスを使用した場合のフッ化反応は、次のようでら
る。
Since the fluorination reaction occurs at about 500C, the input to the heater 48 is controlled so that the inside of the reactor reaches that temperature. As the fluorinated gas,
Z compound (C6F), cobal 37 (CoFs), or fluorine (F2) gas can be used. 7
The fluorination reaction using nitrogen gas is as follows.

UOt +sp、 =UFa +0FtPupt+5F
、=PuFa+OF’tzr−)−2F1 =7.rp
g 表1に、上記の反応に関与する主な物質の融点と沸点を
示す。表1より、500CではZ r ?。
UOt +sp, =UFa +0FtPupt+5F
, =PuFa+OF'tzr-)-2F1 =7. rp
g Table 1 shows the melting points and boiling points of the main substances involved in the above reaction. From Table 1, at 500C, Z r? .

のみ 表1 反応容器内に残留し、他の物質は全て気体として排出さ
れることがわかる。反応器42から排出された上記の気
体は、導管50を通ってコールドト2ツブ46に入る。
It can be seen that only Table 1 remains in the reaction vessel, and all other substances are discharged as gas. The gases discharged from reactor 42 enter cold tube 46 through conduit 50.

コールドトラップ46は冷却管51でほぼ一60Cに保
持されており、ウラン、プルトニウムの六フッ化物< 
UFs 、 PuFa )のみ、固化彎捕集され、Ft
 、OFtは循環し、F、はガスタンク44と送風機4
5を介して再び反応器42内に送りこまれる。系内に充
てんされたF。
The cold trap 46 is maintained at approximately -60C by the cooling pipe 51, and contains uranium and plutonium hexafluoride.
Only UFs, PuFa) were collected by solidification, and Ft
, OFt is circulated, and F is the gas tank 44 and blower 4.
5 into the reactor 42 again. F filled in the system.

ガスを消費した場合は、導管52を通して核分裂生成ガ
ス処理装置7へ排気し、新たに導管53全通してF、ガ
スを系内に充てんする。コールドトラップ46内に所定
量のUP、、PuFsが捕集された時点で、今度は加熱
管54を用いて、コールドトラップ内を65Cまで昇温
する。これにより、酸化工程38は流動層を用いたもの
である。メツシュの上部から、チッ素ガスで希釈したU
F、。
When the gas is consumed, it is exhausted through the conduit 52 to the fission product gas processing device 7, and the entire conduit 53 is newly passed through to fill the system with F and gas. When a predetermined amount of UP, PuFs is collected in the cold trap 46, the temperature inside the cold trap is raised to 65C using the heating tube 54. Thereby, the oxidation step 38 uses a fluidized bed. From the top of the mesh, U diluted with nitrogen gas
F.

P u F s ガスを送りこみ、一方、底部から水素
ガスを含んだ加熱水蒸気を送りこみ、下記の反応を生ぜ
しめて、UFa、PuFeを、それぞれUO!。
P u F s gas is fed in, and on the other hand, heated steam containing hydrogen gas is fed in from the bottom, causing the following reaction to produce UFa and PuFe, respectively, UO! .

P u Otに転換する。Convert to P u Ot.

UF’、+ル+ル0=UO!+6HF’P u Fs 
+)h +Ht O=P u Ot + 6HFこれら
の酸化物はいずれも粉末で回収され、量的にも少いので
、このまま溶解工程4に送りこんでも差しつかえない。
UF',+ru+ru0=UO! +6HF'P u Fs
+)h +Ht O=P u Ot + 6HF Since all of these oxides are recovered in powder form and the quantity is small, there is no problem in sending them as they are to the melting step 4.

また、廃ガスは7ツ化水素ガスであるが、FPガス処理
装置7へ移送して捕集することができる。一方、反応器
42がらは、zryが、フッ化物(ZrF4)の粉末と
して排出される。これらは、すでに述べた圧縮・顆粒化
装置39で減容された後、ドラム缶詰めされて金属廃棄
物貯蔵庫に送られる。
Further, the waste gas is hydrogen heptadide gas, which can be transferred to the FP gas processing device 7 and collected. On the other hand, zry is discharged from the reactor 42 as fluoride (ZrF4) powder. After their volume is reduced in the compression/granulation device 39 mentioned above, they are drum-canned and sent to metal waste storage.

以上のように、本実施例によれば、先の実施例と両様、
操作が複雑な剪断工程が一切不要となり、再処理溶解槽
の溶解条件を著しく緩和することができるので、溶解槽
の寿命が飛躍的にのびる。
As described above, according to this embodiment, both the previous embodiment and the
There is no need for any complicated shearing process, and the dissolution conditions in the reprocessing dissolution tank can be significantly relaxed, dramatically extending the life of the dissolution tank.

また、再処理の主要工程には金属廃棄物は入りこまない
ので、プロセスの簡素化がはかれ、金属廃棄物の容積に
ついても低減できる。念だし、先の酸化zryとして排
出した場合と比べて、7ノ化Zryとして排出した場合
は、比重が約3(1小さくなるので、減容比は1 / 
1.8となり、効果は多少薄くなる。
Furthermore, since metal waste does not enter the main steps of reprocessing, the process can be simplified and the volume of metal waste can also be reduced. As a reminder, compared to the previous case of discharging as oxidized Zry, when discharging as heptanized Zry, the specific gravity is about 3 (1) smaller, so the volume reduction ratio is 1 /
1.8, and the effect is somewhat weaker.

再処理に適用した他の実施例を第17図に示す。Another embodiment applied to reprocessing is shown in FIG.

本実施例は、ジルコニウム合金部材を水素吸蔵・脱離に
より粉末化後温度400CでHC/、ボンベ33よりH
Ctガスを導入し、ジルコニウム合金部材を、前述の実
施例(第12図)のように、塩化物(ZrC4)として
気化し、コールドトラップ34で固化・回収して、その
後の工程を簡略化したところに特徴がある。即ち、Zr
C4は、約30Orで昇華するので、コールドトラップ
34で容易に回収できる。ジルコニウム合金部材を分離
・除去した後、UO*は、酸化工程38で8o。
In this example, after pulverizing a zirconium alloy member by hydrogen absorption and desorption, HC/ at a temperature of 400C and H from a cylinder 33 were used.
Ct gas was introduced, and the zirconium alloy member was vaporized as chloride (ZrC4) as in the previous example (Fig. 12), solidified and recovered in the cold trap 34, and subsequent steps were simplified. The place has its characteristics. That is, Zr
Since C4 sublimates at about 30 Or, it can be easily recovered in the cold trap 34. After separating and removing the zirconium alloy member, UO* is oxidized to 8o in an oxidation step 38.

Cの温度条件下で空気によね酸化させた後、溶解工程6
0に送にこむ。
After being oxidized by air under the temperature condition of C, dissolution step 6
I'm going to send it to 0.

以上のように、本実施例によれば、剪断工程の不要化、
並びに溶解槽の寿命の飛躍的な向上に加えて、新たに金
属廃棄物の取扱いが一切不要となる利点がある。
As described above, according to this embodiment, the shearing process is eliminated;
In addition to dramatically improving the life of the dissolving tank, there is also the advantage that there is no need to newly handle metal waste.

さらに、再処理に適用した別な実施例を第18図に示す
。使用済燃料lK12の水素吸蔵工程でほぼ300t:
’以上で水素を吸蔵さする。この過程で、被覆管材料で
6るジルコニウム合金は脆化し、破砕される。この場合
、2の水素吸蔵工程で使われる装置は第3図と全く同一
の装置である。2で水素吸蔵させたジルコニウム合金に
ついては、水素脱離は行なわない。このようにすれば、
ジルコニウム合金の微粉化はできないが、吸蔵−脱離サ
イクルを実施したときと比べて処理時間を大幅に短縮で
きる。水素を吸蔵したジル、コニウム合金は、zrHt
に変化しているが、この化合物は室温でかなり安定であ
るので、UO,ペレッBニーWに溶解工程60に送るこ
とにより、不溶残渣としてUO,ベレットと分離するこ
とができる。溶解工程60で分離されたZrH2は可燃
性であるので、そのまま圧縮・顆粒化工程に送ることは
できない。
Furthermore, another embodiment applied to reprocessing is shown in FIG. Approximately 300 tons of spent fuel lK12 in the hydrogen storage process:
' or more, hydrogen is absorbed. During this process, the zirconium alloy in the cladding material becomes brittle and fractured. In this case, the device used in the hydrogen storage step 2 is exactly the same device as shown in FIG. 3. Regarding the zirconium alloy that has been subjected to hydrogen absorption in step 2, hydrogen desorption is not performed. If you do this,
Although the zirconium alloy cannot be pulverized, the processing time can be significantly shortened compared to when an occlusion-desorption cycle is performed. The zirconium alloy that absorbs hydrogen is zrHt.
However, since this compound is quite stable at room temperature, it can be separated from UO and pellets as an insoluble residue by sending it to the dissolution step 60 in UO and pellets. Since the ZrH2 separated in the melting step 60 is flammable, it cannot be directly sent to the compression/granulation step.

本発明では通常粉末冶金で採用されている55の加圧成
型−脱水素工程を経て、56の焼結化工程でジルコニウ
ムの焼結体として回収する。この場合、55の操作条件
としては成型圧力は5 t /an ”。
In the present invention, the material is recovered as a sintered body of zirconium through the 55 pressure molding and dehydrogenation steps normally employed in powder metallurgy and the 56 sintering step. In this case, the operating condition for 55 is a molding pressure of 5 t/an''.

脱水素条件としては700Cで110−5IllIIH
で充分である。この時の脱離水素は、安全のため核分裂
生成ガス処理設備に送るようにする。また56について
は、1200Cで2時間の処理でほぼ空隙のない焼結体
となる。一方、溶解工程で硝酸化合物となったウラン、
プルトニウム溶解液はその後、フィルター液調整工程に
送られ調整されたのち、62の抽出−分離工程へ送られ
る。また、気体廃棄物は一部は水素吸蔵工種で発生する
が、大部分は溶解工程で発生するのでこれらはまとめて
14の核分裂生成ガス処理設備に送られる。
The dehydrogenation conditions are 110-5IllIIH at 700C.
is sufficient. The desorbed hydrogen at this time will be sent to a fission product gas processing facility for safety. Regarding No. 56, a sintered body with almost no voids was obtained by treatment at 1200C for 2 hours. On the other hand, uranium, which has become a nitrate compound during the melting process,
The plutonium solution is then sent to a filter liquid preparation step and adjusted, and then sent to the extraction-separation step 62. Also, some gaseous waste is generated in the hydrogen storage process, but most of it is generated in the melting process, so these are collectively sent to 14 fission product gas processing facilities.

以上のように、本実施例を実施すれば水素吸蔵工程を経
るだけで、操作の複雑な剪断工程が不要となり、かつ溶
解槽におけるUOtペレットの溶解条件を緩和すること
ができる。また、溶解工程で分離されたジルコニウム合
金は、比較的安定なZ r H!であるので、従来技術
の適用によりジルコニウム焼結体として回収することが
できる。
As described above, by carrying out this example, only the hydrogen storage step is performed, the complicated shearing step is not required, and the conditions for dissolving the UOt pellets in the dissolving tank can be relaxed. In addition, the zirconium alloy separated in the melting process is relatively stable Z r H! Therefore, it can be recovered as a zirconium sintered body by applying conventional technology.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、放射線J蔽能力が高く放射線渭蔽体の
厚みを薄くすることができる。
According to the present invention, the radiation shielding ability is high and the thickness of the radiation shielding body can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の好適な一実施例の使用済燃料貯蔵体の
縦断面図、K2図は第1図のト]断面図、第3“図は第
1図の貯蔵体に充填する使用済燃料棒のジルコニウム合
金材を粉砕する装置の系統図、第4図はジルコニウムの
水素吸蔵量と温度とび第8図は第3図の水素化処理容器
内のUO,ペレットとジルコニウム水素化物の分離する
他の構造の説明図、第9図は本発明の使用済燃料貯蔵体
の製造方法の他の実施例の工程を示すフロー図、第10
図は第9図に示すプレス工程で用いられる12図はt4
3図に示す装置の他の実施例の系統図、第13図は使用
済燃料貯蔵体の他の製造方法の工程図、第14図〜第1
8図は燃料再処理の工程フロー図である。 1・・・使用済燃料貯蔵体、2・・・容器、3・・・U
O,ペレット、4・・・ジルコニウム水素化物、5・・
・放射線I蔽体、10・・・水素化処理容器、11・・
・ヒーター。
Fig. 1 is a vertical sectional view of a spent fuel storage body according to a preferred embodiment of the present invention, Fig. K2 is a sectional view of Fig. 1, and Fig. 3 is a sectional view of the spent fuel storage body of a preferred embodiment of the present invention. Figure 4 shows the hydrogen storage capacity of zirconium and its temperature change; Figure 8 shows the separation of UO, pellets, and zirconium hydride in the hydrogenation vessel shown in Figure 3. FIG. 9 is a flowchart showing the steps of another embodiment of the method for manufacturing a spent fuel storage body of the present invention; FIG.
The figure is used in the pressing process shown in Figure 9. Figure 12 is t4.
FIG. 3 is a system diagram of another embodiment of the apparatus shown in FIG.
Figure 8 is a process flow diagram of fuel reprocessing. 1... Spent fuel storage body, 2... Container, 3... U
O, pellet, 4...zirconium hydride, 5...
・Radiation I shield, 10...Hydrogenation treatment container, 11...
·heater.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、容器と、前記容器内の中央部に配置された使用済の
核燃料物質を充填した第1充填領域と、前記第1充填領
域を取囲んで前記容器内の外周部に配置されたジルコニ
ウム水素化物を充填した第2充填領域とからなる使用済
燃料の貯蔵体。 2、内部に核燃料物質が充填されている使用済燃料棒の
ジルコニウム合金からなる被覆管に水素を吸蔵させ、そ
の後、水素化された前記ジルコニウム合金製被覆管を粉
々にし、前記核燃料物質と粉粉になつた前記水素化され
ている被覆管を分離し、容器の中央部に前記核燃料物質
をそして前記容器の周辺部に前記水素化されている被覆
管を充填することを特徴とした使用済燃料の貯蔵体の製
造方法。
[Scope of Claims] 1. A container, a first filling region filled with spent nuclear fuel material disposed in the center of the container, and an outer periphery of the container surrounding the first filling region. a second filling region filled with zirconium hydride disposed in the spent fuel storage body. 2. Hydrogen is stored in the zirconium alloy cladding tube of the spent fuel rod, the inside of which is filled with nuclear fuel material, and then the hydrogenated zirconium alloy cladding tube is pulverized, and the nuclear fuel material and powder are pulverized. Spent fuel characterized in that the hydrogenated cladding tube that has become oxidized is separated, the nuclear fuel material is filled in the center of the container, and the hydrogenated cladding tube is filled in the peripheral area of the container. A method for producing a storage body.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6450991A (en) * 1987-08-21 1989-02-27 Power Reactor & Nuclear Fuel Neutron absorption element

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JPS6450991A (en) * 1987-08-21 1989-02-27 Power Reactor & Nuclear Fuel Neutron absorption element

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