JPS6227331A - 二酸化ウラン粉末の製造方法 - Google Patents
二酸化ウラン粉末の製造方法Info
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- JPS6227331A JPS6227331A JP16645385A JP16645385A JPS6227331A JP S6227331 A JPS6227331 A JP S6227331A JP 16645385 A JP16645385 A JP 16645385A JP 16645385 A JP16645385 A JP 16645385A JP S6227331 A JPS6227331 A JP S6227331A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、金属ウランを原料として、核燃料ペレット
等に用いられる二酸化ウラン粉末を製造する製造方法に
関する。
等に用いられる二酸化ウラン粉末を製造する製造方法に
関する。
「従来の技術とその問題点」
レーザー濃縮等により製造される低濃縮金属ウランを、
核燃料の原料である二酸化ウランに転換する方法として
は、従来、金属ウランを空気または酸素で酸化する方法
、および金属ウランを水蒸気によって直接酸化する方法
が検討されている。
核燃料の原料である二酸化ウランに転換する方法として
は、従来、金属ウランを空気または酸素で酸化する方法
、および金属ウランを水蒸気によって直接酸化する方法
が検討されている。
しかしながら、金属ウランを空気または酸素で酸化する
方法では、低温でこの反応を行なおうとすると、金属ウ
ラン表面に酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜によって
金属ウラン内部が保護されるため、反応速度が小さく、
工業的に実用化することは困難であった。また、この金
属ウランを空気または酸素で酸化する方法では、上記反
応速度を大きくするために反応温度を高めた場合、反応
速度は大きくなるものの、反応熱が著しく増大して金属
ウランが熔融したりするため、反応の制御が困難になる
欠点を有していた。さらに、この金属ウランを空気また
は酸素で酸化する方法では、金属ウランがＵ ３０ ｇ
にまで酸化されるため、後に水素ガスなどによって還元
を行なう必要があり、製造工程が多いという問題があっ
た。
方法では、低温でこの反応を行なおうとすると、金属ウ
ラン表面に酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜によって
金属ウラン内部が保護されるため、反応速度が小さく、
工業的に実用化することは困難であった。また、この金
属ウランを空気または酸素で酸化する方法では、上記反
応速度を大きくするために反応温度を高めた場合、反応
速度は大きくなるものの、反応熱が著しく増大して金属
ウランが熔融したりするため、反応の制御が困難になる
欠点を有していた。さらに、この金属ウランを空気また
は酸素で酸化する方法では、金属ウランがＵ ３０ ｇ
にまで酸化されるため、後に水素ガスなどによって還元
を行なう必要があり、製造工程が多いという問題があっ
た。
一方、金属ウランを水蒸気によって直接酸化する方法で
は、３５０℃において最も反応速度が大きくなるが、こ
の温度で金属ウランと水蒸気を反応させろと、Ｕ Ｏ２
と共に、空気に触れると発火するｔＪＨｊが生成するた
め、この製造方法は危険を伴うという問題があった。ま
た、この反応の反応速度は小さく、工業的に実用化が困
難であった。
は、３５０℃において最も反応速度が大きくなるが、こ
の温度で金属ウランと水蒸気を反応させろと、Ｕ Ｏ２
と共に、空気に触れると発火するｔＪＨｊが生成するた
め、この製造方法は危険を伴うという問題があった。ま
た、この反応の反応速度は小さく、工業的に実用化が困
難であった。
したがって、現在のところ、金属ウランから二酸化ウラ
ンを製造する工業的な製造方法は確立されていない。
ンを製造する工業的な製造方法は確立されていない。
「問題点を解決するための手段Ｊ
この発明の二酸化ウラン粉末の製造方法は、金属ウラン
を１８０〜３５０℃で水素ガスによって水素化して水素
化ウラン粉末としたのち、この水素化ウラン粉末を４０
０〜９００℃で水蒸気によって酸化し、二酸化ウラン粉
末を得ると共に、この酸化反応で発生する水素ガスを上
記水素化反応に用いることによって、安全にかつ効率的
に二酸化ウラン粉末を製造できるようにしたものである
。
を１８０〜３５０℃で水素ガスによって水素化して水素
化ウラン粉末としたのち、この水素化ウラン粉末を４０
０〜９００℃で水蒸気によって酸化し、二酸化ウラン粉
末を得ると共に、この酸化反応で発生する水素ガスを上
記水素化反応に用いることによって、安全にかつ効率的
に二酸化ウラン粉末を製造できるようにしたものである
。
「実施例」
以下、この発明の二酸化ウラン粉末の製造方法の一例を
、図を参照しながら説明する。図はこの発明の一例を実
施するために用いられる製造装置を表す概略構成図であ
る。
、図を参照しながら説明する。図はこの発明の一例を実
施するために用いられる製造装置を表す概略構成図であ
る。
図において符号１は原料ホッパであり、この原料ホッパ
１は原料となる塊状等の金属ウランを一時的に貯留する
ものである。上記原料ホッパ１はロータリーバルブ２を
経てガス置換ホッパ３に接続されており、上記ロータリ
ーバルブ２が開かれることにより、金属ウランをガス置
換ホッパ３内に導入するように構成されている。このガ
ス置換ホッパ３の、上記ロータリーバルブ２側には、ガ
ス排出口５が設けられており、一方、ガス置換ホッパ３
の下部には、ガス導入口４が設けられている。
１は原料となる塊状等の金属ウランを一時的に貯留する
ものである。上記原料ホッパ１はロータリーバルブ２を
経てガス置換ホッパ３に接続されており、上記ロータリ
ーバルブ２が開かれることにより、金属ウランをガス置
換ホッパ３内に導入するように構成されている。このガ
ス置換ホッパ３の、上記ロータリーバルブ２側には、ガ
ス排出口５が設けられており、一方、ガス置換ホッパ３
の下部には、ガス導入口４が設けられている。
上記ガス置換ホッパ３はここに金属ウランを収容した後
、ロータリーバルブ２を閉鎖してガス導入口４からアル
ゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガスを導入すること
によって、ガス置換ホッパ３内の空気をガス排出口から
排出するように構成されている。次いで、上記ガス置換
ホッパ３は、不活性ガス雰囲気とされた金属ウランをロ
ータリーバルブ６を経て、スクリューフィーダ７に排出
するようになっている。そして、このスクリューフィー
ダ７は金属ウランをロータリーキルン８内に移送するよ
うに設けられている。
、ロータリーバルブ２を閉鎖してガス導入口４からアル
ゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガスを導入すること
によって、ガス置換ホッパ３内の空気をガス排出口から
排出するように構成されている。次いで、上記ガス置換
ホッパ３は、不活性ガス雰囲気とされた金属ウランをロ
ータリーバルブ６を経て、スクリューフィーダ７に排出
するようになっている。そして、このスクリューフィー
ダ７は金属ウランをロータリーキルン８内に移送するよ
うに設けられている。
上記ロータリーキルン８は、軸線回りに回転自在に設け
られた略円筒状の胴部９を有するもので、この胴部９が
回転されることによって胴部９に導入された金属ウラン
を次工程へ順次移送するように構成されている。上記胴
部９はその中央で二分されていて、スクリューフィーダ
７側が低温反応部９ａ、他方か高温反応部９ｂとなって
おり、これら反応部９ａ 、９ｂは互いに連通している
。上記の低温反応部９ａの周囲には、この低温反応部９
ａを取り巻くように略円筒状の恒温器１０ａが設けられ
ており、この恒温器１０ａによって低温反応部９ａの内
部は常に１８０〜３５０℃に保たれるようになっている
。また、同様に上記の高温反応部９ｂの周囲には、この
高温反応部９ｂを取り巻くように略円筒状のヒーターｔ
ａｂが設けられており、このヒーター１０ｂによって高
温反応部９ｂの内部は４００〜９００℃に保たれるよう
になっている。また、胴部９の高温反応部９ｂ側端部に
は、水素ガス導入管１１と水蒸気導入管１２がそれぞれ
接続されており、他方、胴部９の低温反応部９ａ側端部
には胴部９内の余剰のガスを排出するためのガス排出口
１３が設けられている。
られた略円筒状の胴部９を有するもので、この胴部９が
回転されることによって胴部９に導入された金属ウラン
を次工程へ順次移送するように構成されている。上記胴
部９はその中央で二分されていて、スクリューフィーダ
７側が低温反応部９ａ、他方か高温反応部９ｂとなって
おり、これら反応部９ａ 、９ｂは互いに連通している
。上記の低温反応部９ａの周囲には、この低温反応部９
ａを取り巻くように略円筒状の恒温器１０ａが設けられ
ており、この恒温器１０ａによって低温反応部９ａの内
部は常に１８０〜３５０℃に保たれるようになっている
。また、同様に上記の高温反応部９ｂの周囲には、この
高温反応部９ｂを取り巻くように略円筒状のヒーターｔ
ａｂが設けられており、このヒーター１０ｂによって高
温反応部９ｂの内部は４００〜９００℃に保たれるよう
になっている。また、胴部９の高温反応部９ｂ側端部に
は、水素ガス導入管１１と水蒸気導入管１２がそれぞれ
接続されており、他方、胴部９の低温反応部９ａ側端部
には胴部９内の余剰のガスを排出するためのガス排出口
１３が設けられている。
ロータリーキルン８の低温反応部９ａはここに導入され
た金属ウランを水素ガスと反応させ、水素化ウラン粉末
に転化したのち、順次に高温反応部９ｂに移送するよう
に構成されている。そして高温反応部９ｂは低温反応部
９ａから移送されてきた水素化ウラン粉末を、水、蒸気
導入管１２から導入した水蒸気によって酸化して二酸化
ウラン粉末に転化したのち、排出口１４からホッパ１５
に排出するように構成されている。このホッパ１５は導
入された二酸化ウラン粉末をスクリューフィーダＩ６に
排出するようになっており、このスクリューフィーダ１
６は二酸化ウラン粉末を二酸化ウラン容器１８に移送す
るように構成されている。
た金属ウランを水素ガスと反応させ、水素化ウラン粉末
に転化したのち、順次に高温反応部９ｂに移送するよう
に構成されている。そして高温反応部９ｂは低温反応部
９ａから移送されてきた水素化ウラン粉末を、水、蒸気
導入管１２から導入した水蒸気によって酸化して二酸化
ウラン粉末に転化したのち、排出口１４からホッパ１５
に排出するように構成されている。このホッパ１５は導
入された二酸化ウラン粉末をスクリューフィーダＩ６に
排出するようになっており、このスクリューフィーダ１
６は二酸化ウラン粉末を二酸化ウラン容器１８に移送す
るように構成されている。
次に、以上のような構成からなる製造装置を用いた本発
明の二酸化ウラン粉末の製造方法の一例について説明す
る。
明の二酸化ウラン粉末の製造方法の一例について説明す
る。
まず、本製法の原料となる塊状等の金属ウランを原料ホ
ッパＩに導入し、ロータリーバルブ２を開いて金属ウラ
ンをガス置換ホッパ３に導入する。
ッパＩに導入し、ロータリーバルブ２を開いて金属ウラ
ンをガス置換ホッパ３に導入する。
次にロータリーバルブ２を閉鎖してガス導入口４からア
ルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガスをガス置換ホ
ッパ３に吹き込みつつ、ガス置換ホッパ３内の空気をガ
ス排出口５より排出する。この作業を行なうことによっ
て、金属ウランと共に製造装置内に入ってきた空気を排
出し、ロータリーキルン８内に空気が侵入することを防
止する。これはロータリ−キルン８内部で生成する水素
化ウランが空気中の酸素と接触するのを防止するためで
ある。
ルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガスをガス置換ホ
ッパ３に吹き込みつつ、ガス置換ホッパ３内の空気をガ
ス排出口５より排出する。この作業を行なうことによっ
て、金属ウランと共に製造装置内に入ってきた空気を排
出し、ロータリーキルン８内に空気が侵入することを防
止する。これはロータリ−キルン８内部で生成する水素
化ウランが空気中の酸素と接触するのを防止するためで
ある。
次に、ロータリーバルブ６を開いて金属ウランをガス置
換ホッパ３より排出し、スクリューフィーダ７によって
ロータリーキルン８の低温反応部９ａに導入する。この
低温反応部９ａは恒温器ｌＯａによって１８０〜３５０
℃に保たれており、ここで金属ウランは後述する水素ガ
スと反応して水素化および粉末化されて水素化ウラン粉
末に転化される。上記低温反応部９ａの内部温度が１８
０℃未満の場合および３５０℃を超えた場合には、水素
化反応の速度が小さくなり、二酸化ウランの生産効率が
低下する。
換ホッパ３より排出し、スクリューフィーダ７によって
ロータリーキルン８の低温反応部９ａに導入する。この
低温反応部９ａは恒温器ｌＯａによって１８０〜３５０
℃に保たれており、ここで金属ウランは後述する水素ガ
スと反応して水素化および粉末化されて水素化ウラン粉
末に転化される。上記低温反応部９ａの内部温度が１８
０℃未満の場合および３５０℃を超えた場合には、水素
化反応の速度が小さくなり、二酸化ウランの生産効率が
低下する。
次いで水素化ウラン粉末は、低温反応部９ａより高温反
応部９ｂに移送される。この高温反応部９ｂはヒーター
ｆｏｂによって４００〜９００℃に保たれており、ここ
で水素化ウラン粉末は水蒸気導入管１２から導入された
水蒸気によって酸化され、二酸化ウラン粉末に転化され
る。この酸化反応によって発生する水素ガスは、水素ガ
ス導入管１１から導入された水素ガスと共に、ロータリ
ーキルン８の胴部９内を移動し、低温反応部９ａにおい
て金属ウランの水素化に用いられる。そして余剰の水素
ガスならびに水蒸気は、低温反応部９ａに設けられたガ
ス排出口１３より、製造装置外に排出される。上記の高
温反応部９ｂの内部ｌ益度が４００℃未満の場合には、
水素化ウランの分解が不充分となり、製品に水素化ウラ
ンが混入する恐れがある。また高温反応部９ｂの温度が
９００℃を超えた場合には、部分的な焼結反応が生じ、
製品二酸化ウラン粉末の物性が悪化する。
応部９ｂに移送される。この高温反応部９ｂはヒーター
ｆｏｂによって４００〜９００℃に保たれており、ここ
で水素化ウラン粉末は水蒸気導入管１２から導入された
水蒸気によって酸化され、二酸化ウラン粉末に転化され
る。この酸化反応によって発生する水素ガスは、水素ガ
ス導入管１１から導入された水素ガスと共に、ロータリ
ーキルン８の胴部９内を移動し、低温反応部９ａにおい
て金属ウランの水素化に用いられる。そして余剰の水素
ガスならびに水蒸気は、低温反応部９ａに設けられたガ
ス排出口１３より、製造装置外に排出される。上記の高
温反応部９ｂの内部ｌ益度が４００℃未満の場合には、
水素化ウランの分解が不充分となり、製品に水素化ウラ
ンが混入する恐れがある。また高温反応部９ｂの温度が
９００℃を超えた場合には、部分的な焼結反応が生じ、
製品二酸化ウラン粉末の物性が悪化する。
このようにして製造された二酸化ウラン粉末は、ロータ
リーキルン８の排出口１４より排出されてホッパＩ５に
導入され、そしてスクリューフィーダ１６によって二酸
化ウラン容器１８に移送され、ここに蓄えられる。そし
て、以上の工程を経ることにより、二酸化ウラン粉末が
製造される。
リーキルン８の排出口１４より排出されてホッパＩ５に
導入され、そしてスクリューフィーダ１６によって二酸
化ウラン容器１８に移送され、ここに蓄えられる。そし
て、以上の工程を経ることにより、二酸化ウラン粉末が
製造される。
このような二酸化ウラン粉末の製造方法にあっては、原
料となる塊状等の金属ウランを、まず反応速度の大きい
水素化反応によって、粉末状の水素化ウランとし、その
後水蒸気と反応させるので、生産速度が大きい。しかも
、この二酸化ウラン粉末の製造装置にあっては、ロータ
リーキルン８内に順次原料を補給することによって、連
続的に二酸化ウラン粉末の製造を行なうことができるの
で、生産効率を高めることが可能である。
料となる塊状等の金属ウランを、まず反応速度の大きい
水素化反応によって、粉末状の水素化ウランとし、その
後水蒸気と反応させるので、生産速度が大きい。しかも
、この二酸化ウラン粉末の製造装置にあっては、ロータ
リーキルン８内に順次原料を補給することによって、連
続的に二酸化ウラン粉末の製造を行なうことができるの
で、生産効率を高めることが可能である。
オ ナー −／７）制 ：＆： ゴマ ｒヒ−
ｒｘｔ＋ １＜カ 律 σ）１にｂ 階ｄ 内
→ ・ノ Ａ−水素化によって粉末状にすることがで
きるので、予め面工程で金属ウランを粉砕する必要がな
く、よって製造工程が簡略になる効果を有する。
ｒｘｔ＋ １＜カ 律 σ）１にｂ 階ｄ 内
→ ・ノ Ａ−水素化によって粉末状にすることがで
きるので、予め面工程で金属ウランを粉砕する必要がな
く、よって製造工程が簡略になる効果を有する。
また、この製造方法では、比較的発熱量の小さい反応を
使用しているために、反応部の温度を比較的容易に一定
に保つことかてき、よって外部からの反応の制御が行な
い易い効果を有する。
使用しているために、反応部の温度を比較的容易に一定
に保つことかてき、よって外部からの反応の制御が行な
い易い効果を有する。
また、この製造方法では空気に触れると発火の恐れのあ
る水素化ウランを、空気と触れさせずに水蒸気と反応さ
せるようにしたから、発火の危険がなく安全である。
る水素化ウランを、空気と触れさせずに水蒸気と反応さ
せるようにしたから、発火の危険がなく安全である。
さらに、この製造方法にあっては、へ三酸化ウランなど
の副生成物が生じないために、二酸化ウラン粉末製造後
に、水素による還元などの後工程の必要がないという利
点をも有する。
の副生成物が生じないために、二酸化ウラン粉末製造後
に、水素による還元などの後工程の必要がないという利
点をも有する。
なお、本発明の二酸化ウラン粉末の製造方法において使
用する製造装置は上記実施例に限られるものではなく、
他にも様々な製造装置が考えられる。例えば、上記実施
例のロータリーキルン８をベルトコンベアー等を内部に
有する反応炉とじたリ、あるい（すプッシャー炉等を用
いることも可能であって、いずれの場合にも上記実施例
と同様の作用効果を得ることができる。
用する製造装置は上記実施例に限られるものではなく、
他にも様々な製造装置が考えられる。例えば、上記実施
例のロータリーキルン８をベルトコンベアー等を内部に
有する反応炉とじたリ、あるい（すプッシャー炉等を用
いることも可能であって、いずれの場合にも上記実施例
と同様の作用効果を得ることができる。
「発明の効果」
この発明の二酸化ウラン粉末の製造方法は、金属ウラン
を１８０〜３５０℃で水素ガスによって水素化して水素
化ウラン粉末としたのち、この水素化ウラン粉末を４０
０〜９００℃で水蒸気によって酸化し、二酸化ウラン粉
末を得ると共にこの酸化反応で発生する水素ガスを上記
水素化反応に用いる方法であるから、反応速度が大きく
、かつ反応の制御が容易であり、したがって工業的に能
率良く二酸化ウラン粉末を製造することができる。
を１８０〜３５０℃で水素ガスによって水素化して水素
化ウラン粉末としたのち、この水素化ウラン粉末を４０
０〜９００℃で水蒸気によって酸化し、二酸化ウラン粉
末を得ると共にこの酸化反応で発生する水素ガスを上記
水素化反応に用いる方法であるから、反応速度が大きく
、かつ反応の制御が容易であり、したがって工業的に能
率良く二酸化ウラン粉末を製造することができる。
しかし、副生成物が少ないという利点を有する。
また、この製造方法では空気に触れると発火の恐れのあ
る水素化ウランを、空気と触れさせずに水蒸気と反応さ
せるようにしたから、発火の危険などがなく安全である
。
る水素化ウランを、空気と触れさせずに水蒸気と反応さ
せるようにしたから、発火の危険などがなく安全である
。
図はこの発明の二酸化ウランの製造方法に用いる製造装
置の一例を示した側面図である。 ８・・・ロータリーキルン ９ａ・・・低温反応部 ９ｂ・・・高温反応部
置の一例を示した側面図である。 ８・・・ロータリーキルン ９ａ・・・低温反応部 ９ｂ・・・高温反応部
Claims (1)
- 金属ウランを１８０〜３５０℃で水素ガスによって水素
化して水素化ウラン粉末としたのち、この水素化ウラン
粉末を４００〜９００℃で水蒸気によって酸化し、二酸
化ウラン粉末を得ると共に、この酸化反応で発生する水
素ガスを上記水素化反応に用いることを特徴とする二酸
化ウラン粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16645385A JPS6227331A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 二酸化ウラン粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16645385A JPS6227331A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 二酸化ウラン粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227331A true JPS6227331A (ja) | 1987-02-05 |
| JPH0217486B2 JPH0217486B2 (ja) | 1990-04-20 |
Family
ID=15831682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16645385A Granted JPS6227331A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 二酸化ウラン粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6227331A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5009817A (en) * | 1988-09-09 | 1991-04-23 | British Nuclear Fuels Plc | Uranium dioxide production |
| FR2655467A1 (fr) * | 1989-12-05 | 1991-06-07 | Pechiney Uranium | Procede d'obtention de pastilles combustibles d'uo2 a partir d'u metal, sans production d'effluent. |
-
1985
- 1985-07-27 JP JP16645385A patent/JPS6227331A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5009817A (en) * | 1988-09-09 | 1991-04-23 | British Nuclear Fuels Plc | Uranium dioxide production |
| FR2655467A1 (fr) * | 1989-12-05 | 1991-06-07 | Pechiney Uranium | Procede d'obtention de pastilles combustibles d'uo2 a partir d'u metal, sans production d'effluent. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0217486B2 (ja) | 1990-04-20 |
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