JPS63200094A - ペレットの製造方法 - Google Patents

ペレットの製造方法

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JPS63200094A
JPS63200094A JP63021819A JP2181988A JPS63200094A JP S63200094 A JPS63200094 A JP S63200094A JP 63021819 A JP63021819 A JP 63021819A JP 2181988 A JP2181988 A JP 2181988A JP S63200094 A JPS63200094 A JP S63200094A
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アンソニー エドワード ローレンス
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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】 本発明はペレット、特に二酸化ウラニウム又は二酸化ウ
ラニウムと二酸化プルトニウムとの混合物より成る原子
燃料ペレットの製造(fabr 1cat 1on)に
関する。
ペレットの製造は粉末を生ペレットに圧縮し、次いでそ
れを所要の密度に焼結せしめることを基本的には包含し
ている。ペレット成形機に供給される粉末はプレスダイ
スに自由かつ平均に流動するような良好な注入性(po
ur quality)を有していなければならない。
良好な注入性を得るには、結合剤を使用するか又は使用
しない技術によって粉末を粒状化するのが一般に認めら
れている手段である。
結合剤技術(binder technique)は粉
末に適当な有機結合剤を添加することを包含している。
粉末は溶剤と結合剤とでスラリー化され、スラリーは溶
剤を消散されるために噴霧乾燥され、粒体(granu
le)は排出され、振動篩で分級される。また、結合剤
及び溶剤と混合する粉末は混合工程中に溶剤を消散する
のにも使用できるドウミキサー(dough−mixe
r)で達成できる。
結合剤を使用しない技術(binderless te
chnique)では、粉末はブリケットに予備−成形
され、次いで、以後のペレット化作業用の粒体を製造す
るために破断(fracture)、篩別及び状態調節
(conditioning)される。
結合剤使用技術及び結合剤を使用しない技術の両者にお
ける初めの工程は供給粉末の磨砕(attrition
)、通常はボールミルによる磨砕が包含される。この工
程は粉末を破壊するのに役立ち、供給物が異なる粉末の
混合物である場合には、均質化を達成するのに役立って
いる。ステアリン酸亜鉛のような潤滑剤はミル内での成
形(compact 1on)を防止するために、好ま
しくは粉末の導入前にミルに導入することができる。
結合剤を使用しない技術をさらに研究した結果として、
グイプレスに供給する自由−流動供給材料を得るのにこ
れまで使用されていた予備−成形及び造粒工程はプラン
ト及び設備であとの節約を伴って省略し得ることが認め
られた。
従って、本発明において結合剤を使用しない技術による
ペレットの製造は、乾燥粉末又は粉末の混合物をその充
填密度を増加するために磨砕にかけ、その後、予備成形
及び造粒せずに処理した粉末又は混合物を自由流動し得
るように状態調節し、そして自由−流動の粉末又は混合
物を所要の密度を有する生ペレットに圧縮することより
成るものである。本発明はペレット製造に対し存在する
結合剤なしのルートから予備−成形段階を省略しており
、便宜上“短縮結合剤なしルート (short binderless route)”
 と称する。
本発明を、二酸化ウラニウム粉末及び二酸化ウラニウム
と二酸化プルトニウム粉末との混合物を利用する下記の
実施例を参照してさらに説明する。
出発原料として使用される二酸化ウラニウム及び600
℃焼成の二酸化プルトニウムの特性は次の通りであるニ
ー UO3PuO7 重金属濃度     86.94%IJ   87.9
5%Pu比表面積 M2/g    2.2    9
.4試験はUO□粉末単味及び96%[02と4%Pu
O2との混合物で行ない、両者とも予備圧縮及び造粒段
階を行なったり、行なわなかったりした。
ボールミルによる磨砕は硬化鋼球を使用する回転ポリプ
ロピレンミルポット(rolling polypro
−pylene m1ll pot)で、約6/1のボ
ール/芸人物の重量比において実施することができる。
ボールの直径は6〜19mmの範囲であり、好ましくは
、ミルは装入物添加前に約1分間の短時間間隔で約0.
1%のステアリン酸亜鉛粉末とともに稼動された。。
使用される場合、予備成形は10トン油圧プレスに取付
けた25mmグイで達成され、予備成形圧力は約4.5
g/ccの予備密度を生ずるように調節された。予備成
形体は破壊され、ステンレス鋼篩によって造粒された。
状8調節は粉末又は粒体のいずれかを円筒内で転動する
ことによって達成し得る。通常、状態調節後、約0.2
%のステアリン酸亜鉛が次のベレッ。
ト化作業用の潤滑剤として役立つように添加される。
生ペレットは9.9 mmの直径のダイで油圧で圧縮さ
れ、2.36〜6.30Te/cdの範囲の種々の圧力
で圧縮したペレットについて幾何学的圧粉密度(geo
metric green density)を測定し
た。
生ペレットは最高温度1650℃で作業するバッチ炉を
使用して4.6%H2Ar雰囲気で焼結される。加熱速
度は200℃/時間、最高温度における正常焼結時間は
6時間であった。
ミル粉砕段階よりの002粉末を2つのバッチに分け、
バッチ1は予備成形及び造粒を包含するように正常の結
合剤なしルートによって処理され、バッチ2は短縮結合
剤なしルートによって処理された。生ペレット及び焼結
ペレットの密度の比較を下表に示す。
幾何学的圧粉密度 g /cc バッチl   6.03 6.17 6.29 −  
−バッチ2  6.21 6.36 6.47 6.5
9 6.67幾何学的焼結密度 g /cc バッチ1 10.6210.6310.57 −  −
バッチ2 10.6510.7310.71.10.6
710.69同じ比較を96%UO□、4%PuO7粉
末の混合物のバッチ3〜6で行なった。バッチ3.4は
完全な結合剤なしルート、バッチ5.6は短縮結合剤な
しルートにかけられ、結果を下表に示す。
幾何学的圧粉密度g/cc バッチ3  6.17 6.31 6.44 6.56
 6,70バツチ4  6.13 6.29 6.42
 6.55 6.66バノチ5  −  6.29 6
.46 6.57 −バッチ6  −  6,30 6
.44 6.56 −バッチ3 10.5910,64
10.6210.65 10.56バツチ4 10.6
110.6310.6510.65 10.66バツチ
5  − 10.6210.7110.67 −バッチ
6  − 10.6010.6710.67 −100
%UO7では、幾分高い生ペレット及び焼結ペレットの
密度が短縮結合剤なしルートによって得られることを結
果は示している。
96%UO2−4%PuO□では、2つの結合剤なしル
ートによって得られた生ペレット及び焼結ペレットの密
度の間に大した差異が存在せず、酸化物原子燃料ペレッ
トの製造には短縮結合剤なし技術が適当であることを示
している。
通常の回転ボールミルに代えて、ボールが回転パドルを
有する直立円筒又はたる内で駆動されているアトリック
−ミル(Attritor m1ll)を使用すること
ができる。斯くして、18kgの硬化ステンレス鋼球を
装入したアトリック−ミルは120〜24Orpm、1
0〜30分のミル粉砕時間で稼動された。結果は180
rpmの10分間のアトリック−ミル粉砕は6時間のボ
ールミル粉砕によって得られるのと極めて類似するタッ
プ密度(tap−density)  と比表面積とを
有する粉末を生成する。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)乾燥粉末又は粉末混合物をその充填密度を増加す
    るために磨砕にかけ、その後予備成形及び造粒すること
    なく処理粉末又は混合物を自由流動できるように状態調
    節し、かつ自由流動粉末又は混合物を所要の密度を有す
    る生ペレットに圧縮することより成る結合剤を使用しな
    い技術によるペレットの製造方法。
  2. (2)粉末又は粉末混合物をミル粉砕による磨砕にかけ
    る請求項(1)記載の方法。
  3. (3)粉末又は粉末混合物とともに潤滑剤を包含する請
    求項(2)記載の方法。
  4. (4)処理した粉末又は混合物を円筒で転動させること
    により状態調節する請求項(1)記載の方法。
  5. (5)状態調節した粉末又は混合物に潤滑剤を添加する
    請求項(4)記載の方法。
  6. (6)二酸化ウラニウム又は二酸化ウラニウムと二酸化
    プルトニウム粉末との混合物から原子燃料ペレットを製
    造する請求項(1)記載の方法。
  7. (7)請求項(1)記載の方法により形成されたペレッ
    ト。
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EP0277708B1 (en) 1994-10-26
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