JPS623369Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は核燃料物質の硝酸塩溶液、即ち硝酸ウ
ラニルまたは、硝酸プルトニウムもしくは、これ
らの混合物の溶液から原子炉燃料製造用の各々二
酸化ウランまたは二酸化プルトニウムもしくは、
これらの混合物の粉末を得るプロセスの中の脱硝
装置に係り、とくに上記硝酸塩溶液にマイクロ波
を印加し、内部加熱する事により溶液を濃縮およ
び乾固し更に昇温させて、脱硝反応を生起せしめ
るマイクロ波加熱脱硝装置に関する。

［考案の技術的背景およびその問題点］ 従来、上記マイクロ波加熱脱硝装置による加熱
は、マイクロ波のみで実施されており、その反応
は、第１図に示す様に進行する。

即ちマイクロ波の印加と同時に、被加熱物の溶
液は昇温し100〜120℃（Ａ点）で沸謄を生じる。

そして時間の経過とともに溶液は濃縮され液深
を低下してやがて硝酸塩の析出が始まり、次いで
硝酸塩ケーキの乾燥に伴い（Ｂ点）、乾固される
被加熱物の温度は急上昇していく。

そして、その急上昇に伴なつて350〜400℃（Ｃ
点）に達すると脱硝反応が進行しその反応生成物
である脱硝生成物が乾燥したケーキが得られる。

第２図は従来のマイクロ波加熱脱硝装置を概略
的に示す縦断面図である。

すなわち、容器１の底部で上下動自在および回
転自在に設けられたターンテーブル２と、容器１
の上端に設けられた蒸気、およびガスなどを排出
する配管３と、マイクロ波を容器１内に照射する
導波管４とからなつている。

ターンテーブル２上には受皿５に満たされた被
加熱物６がセツトされる。

ターンテーブル２は軸により図示していない上
下動駆動部および回転駆動部に接続されている。

一方、マイクロ波は図示してないマイクロ波発
振機で出力制御され導波管４を通じて、容器１の
上端に設けられた開口部から被加熱物６に照射さ
れる。

加熱時に発生する蒸気、ガスは容器１の上端に
取着したガス排出配管３を通流して図示してない
オフガス処理系により処理される。

以上の様な装置によつて脱硝生成物の乾燥ケー
キを得ている。

しかしながら、上記マイクロ波加熱脱硝装置の
場合、被加熱物を入れる受皿が金属製であるため
受皿自身は、マイクロ波を反射する。

このため、受皿の側面および底面からはマイク
ロ波が入射せず、この近傍では被加熱物の温度が
脱硝反応を生起させるまで上昇せず、未脱硝の部
分が残つてしまう。

［考案の目的］ 本考案は以上の様な事情に鑑みてなされたもの
で、他の外部加熱法を併用する事により原液のよ
り完全な脱硝と、脱硝時に発生するガスが粉末内
または粉末表面に付着しないようにしたマイクロ
波加熱脱硝装置を提供することにある。

［考案の概要］ 本考案は核燃料物質の硝酸塩溶液にマイクロ波
を照射し加熱して脱硝反応を生起させ、該核燃料
物質の酸化物を得るためのマイクロ波加熱脱硝装
置において、上記核燃料物質の硝酸塩溶液を収容
する金属製受皿を加熱する高周波加熱装置を該金
属製受皿の外周に設けたことを特徴とするマイク
ロ波加熱脱硝装置である。

本考案によれば未脱硝部を防止でき、また装置
の操作性の容易さと相俟つて保守、点検が容易に
なる。

［考案の実施例］ 以下、第３図および第４図を参照して本考案の
一実施例を説明する。

第３図はマイクロ波加熱脱硝装置の断面を示す
図である。

マイクロ波加熱容器１１は、マイクロ波照射部
の空間を形成し、マイクロ波の外部への漏洩を防
止すると共に、脱硝プロセスで生成される硝酸蒸
気、窒素酸化物ガスの外部への漏洩を防ぐための
金属製オーブンである。

この容器１１にはマイクロ波発振機（図示せ
ず）で発生したマイクロ波を、マイクロ波加熱容
器１１内に導くための導波管１３、および脱硝プ
ロセス進行中に発生するガスをマイクロ波加熱容
器１１内から排出する為の排気管１２が連結され
ている。

また、被加熱物溶液１５を収容するための金属
性の受皿１４は受皿台１７にのせられており、受
皿台１７が上昇した状態で、マイクロ波加熱容器
１１の底部に入る様になつている。

この受皿台１７には、上下移動および回転運動
を行なうため、受皿台軸１８を介して受皿台移動
装置１９が連結されている。

一方、第４図は受皿１４が上昇した状態での該
受皿１４と高周波コイル１６の位置関係を示す斜
視図で、マイクロ波加熱容器１１の下方で受皿台
１７が上昇した状態で受皿１４が到達する位置
に、受皿１４の側面を包囲するように、高周波加
熱コイル１６が設置されている。

高周波加熱コイル１６には、電線を介して、高
周波を発生するための高周波電源（図示せず）が
連結されている。

次に上記装置の作用を説明する。

硝酸ウラニル溶液または硝酸プルトニウム溶液
あるいは両者の混合溶液を、受皿１４に所定量注
入し、この受皿１４を下降した状態の受皿台１７
に載置する。

受皿台装置１９により受皿台１７を上昇させ、
受皿１４をマイクロ波加熱容器１１内に入れる。

その後、マイクロ波発振装置（図示せず）に作
動させ発生したマイクロ波を導波管１３を通じて
マイクロ波加熱容器１１内に照射すると共に、高
周波発振機を作動させて、高周波コイル１６に高
周波を流す。

また、マイクロ波による加熱をより均一に行な
うために、受皿台１７を回転させる。

マイクロ波加熱容器１１内に照射されたマイク
ロ波は、受皿１４内の被加熱物溶液１５に吸収さ
れて、溶液自身が内部加熱されると共に、高周波
加熱コイルを流れる高周波により受皿が加熱され
て、溶液は外部からも加熱される。

これにより、被加熱物溶液は温度上昇して、第
１図に示した様に水、硝酸の蒸発、硝酸塩の脱硝
反応が生ずる。

この時マイクロ波加熱のみであると、マイクロ
波は金属により反射されるため、受皿１４の側面
および底面部からマイクロ波が入射せず、また受
皿はマイクロ波加熱されないため、底面部および
側面部に未脱硝の部分が残つてしまう。

しかし本考案に係る装置では、高周波加熱の併
用により受皿自身をも温度上昇させるので、未脱
硝部のない、より品質の良い生成物を得る事が出
来る。

一方、脱硝プロセス進行中に発生するガスは、
排気管１２を通じて、マイクロ波加熱容器１１外
に排出される。

この様にして、脱硝反応が終了するとマイクロ
波発振機を作動を停止し、また高周波発振機の作
動も停止し、加熱を終了する。

［考案の効果］ 以上説明した様に、本考案の脱硝装置では、マ
イクロ波加熱により被加熱物自身を加熱すると共
に、マイクロ波加熱では充分に加熱できない受皿
の側部や底部を高周波加熱により受皿自体を発熱
体として加熱し、被加熱物全体を均一に加熱する
事により、未脱硝部のないより均一な品質の脱硝
生成物を得ることが出来る。

また、外部加熱の方式として電気ヒーターを用
いる場合の様にヒーターが断線するという様な事
もなく、また高周波発振機本体は、離れた場所に
設置できるので、脱硝装置をグローブ・ボツクス
等のなかに置いた場合でも高周波発振機本体をグ
ローブ・ボツクス外に置け、保守が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマイクロ波加熱脱硝装置による
脱硝反応工程の反応カーブを示す特性曲線図、第
２図は第１図における装置の要部のみ概略的に示
す縦断面図、第３図は本考案に係る装置の一実施
例を示す縦断面図、第４図と第３図における装置
の受皿が上昇した時の受皿と高周波加熱コイルの
位置関係を示す斜視図である。 １１……マイクロ波加熱容器、１２……排気
管、１３……導波管、１４……受皿、１５……被
加熱物溶液、１６……高周波加熱コイル、１７…
…受皿台、１８……受皿台軸、１９……受皿台移
動装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 核燃料物質の硝酸塩溶液にマイクロ波を照射し
   て加熱して脱硝反応を生起させ該核燃料物質の酸
   化物を得るためのマイクロ波加熱脱硝装置におい
   て、上記核燃料物質の硝酸塩溶液を収容する金属
   製受皿を加熱する高周波加熱装置を該金属製受皿
   の外周に設けた事を特徴とするマイクロ波加熱脱
   硝装置。