JPS6379725A - 二酸化ウラン粉末の製法 - Google Patents

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】 （産　業分　野） 本発明は六フッ化ウラ／（ＵＦ’、）の変換により、原
子炉用燃料の製造にｉμした二酸化ウラン（ＵＯ３）粉
末を４１造する方法の一つであるＡＤＵ法の改良に関す
る。さらに、詳しくは、６＋’ｉ酸ウラニルを含む水溶
液とアンモニアとの反応による重ウラン酸アンモニウム
（ＡＤＵ）沈殿の生成条件をコントロールすることによ
り得られたＵＯｔ粉末の活性度ヲコントロールする方法
に関する。

（従来技術とその問題点） ＵＦａかも原子炉用燃料の製造に適したＵ　Ｏを粉末を
製造する方法としてはＡＤＵ法が広く知られている。Ａ
ＤＵ法には大別して２つの方法が知られている。１つの
方法はＵＦａガスと水との反応により得たフッ化ウラニ
ル（ＵＯ２Ｆ２）水溶液とアンモニアを反応させてＡＤ
Ｕを沈殿させ、このＡＤＵをろ過・乾燥の後、焙焼・還
元してＵ　Ｏを粉末とする方法である。この方法におい
て、ＡＤＵが生成する反応は次の通り表わすことができ
る。

ＯＦ’ｅ＋２ｆｈＯ→Ｕ　Ｏｘ　ｐ、　＋　４　Ｆ（Ｆ
　−−−−−−（１）ＵＯｔＦ’ｘ＋４ＨＦ’−ｔ−’
ｙＮＨａＯＨ→（１／２　）（ＮＦ（４）ｔＵ２０ｖ↓
＋　６　Ｎ　８４　Ｆ’　＋　（１１／２　）　Ｈ！　
０−−−−−−−−−−−　（２）もう１つの方法はＵ
Ｆ６を硝酸アルミニウム水溶液の如き脱Ｆ剤と反応させ
て硝酸ウラニル（ＵＮ）水溶液に転換し、溶媒抽出にて
鞘型した後、精製ＵＮ水溶液をアンモニアと反応させて
ＡＤＵを生成する方法である。この場合の反応は次の通
りである。

Ｕ　Ｆａ　＋２　Ａ、Ｊ　（ＮＯｓ　）　ｓ　＋２　Ｈ
ｔＯ→Ｕ　Ｏｔ　（Ｎ　Ｏａ　）　ｔ＋２ＡＡ［’３　
↓＋４　ＨＮＯｍ　＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋　（３）ＵＯ
Ｉ（Ｎ０３）ｔ＋４８ＮＯ１＋７ＮＨ４０Ｆ（→（１／
２　”）　（ＮＨ４）、Ｕ、０？↓＋６　Ｎ　Ｆ（４Ｎ
　Ｏｘ＋　（１１／　２　）　Ｈｔ　Ｏ−−−−−−−
−−−−−−−−−−（４Ｊ第１のＡＤＵ法においては
、ＵＯ＊ＦｔＯｓ液中に存在するウラニルイオンＵＯ１
とフッ化つラニルイオンＵＯ！Ｆ　　の中でＵＯｔＦ　
　がＡＤＵの生成反応に主に関与し、その場合に得られ
るＡＤＵの一次粒子は比較的大きいものとなる。このよ
うなＡＤＵかも焙焼・還元の操作を経て得られるＵＯ２
粉末は活性度が比較的小さいものとなる。これに対して
、第２のＡＤＵ法においては、ＵＮ水溶液中に存在する
Ｕ　Ｏｔ　　と硝酸ウラニルイオンＵＯ２ＮＯ３＋の中
でＵＯＩ２＋がＡＤＵの生成反応に主に関与し、その場
合に得られるＡＤＵの一次粒子は比較的小さいものとな
る。このよ５なＡＤＵから焙焼・還元の操作を経て得ら
れるＵ　Ｏを粉末は活性度が比較的大きいものとなる。

ＵＯ，粉末から原子炉用の燃料として使用される焼結ペ
レットを製造する場合にペレットの品質は原料テアルＵ
Ｏ，粉末の品質に太き（影響される。特に、ペレットの
品質を決定する上で最も型費な因子である焼結密度、結
晶粒径を所要値にコントロールするためには、に（科と
して用いるＵＯ，粉末の活性度を適切にしておくことが
必要である。従来のＡＤＵ法でＵＯ２粉末を製造する限
り粉末活性度のコントクールという面で大きな限界があ
る。すなわち、上述した第１のＡＤＵ法では比較的小さ
い活性度のＵ　Ｏを粉末しか得られず、また第２のＡＤ
Ｕ法では比較的大きな活性度しか得られない。

（発明の目的） 本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解決し、その
活性度が希望する大きさにコントロールされたＵＯｔ粉
末を製造する方法を提供するにある。

（発明の構底） すなわち、本発明によれば、硝酸ウラニル（ＵＮ）から
重ウラン酸アンモニウム（ＡＤＵ）を経由して二酸化ウ
ランを製造する方法において、ＵＮを含む水溶液にあら
かじめフッ化水素（［（Ｆ）と硝ｒ！Ｒ（ＨＮＯｓ　）
の２成分のうち少なくとも１成分を添加して該水溶液中
のＵＮと添加成分を所定の割合ｖｃｙ４整することによ
り、該水溶液とアンモニアとの反応により生成したＡＤ
Ｕの焙焼・還元で得られた二酸化ウラン粉末の活性度を
所定の大きさにコノトロールすることを特徴とする二酸
化ウラン粉末の表法、が得られる。

このように、本発明の特徴はそのＡＤＵを沈殿させる工
程が従来のＡＤＵ法と大きく異なる点にある。すなわち
、従来のＡＤＵ法ではＵＯｔＦｔとＨＦ’を含む水溶液
からＡＤＤを生成するか、または、ＵＮとＨＮ　Ｏｓを
含む水溶液からＡＤＵを生成するのに対し、本発明はＵ
Ｎの他に［Ｉ　ＦとＥＩＮｏ。

の少なくとも１成分を含む水溶液を原料として用い、し
かも、水溶液中に含まれるこれら３成分を所定の割合に
調整しておいてＡ　Ｄ　Ｕを生成するＵＯＩ”、　ＵＯ
ｔ　ＮＯｓ　”、ＵＯｔＦ＋の３つのイオンがアンそニ
アと反応してＡＤＵになる場合に、ＡＤｔｌの一次粒子
は次の順番で大きくなる傾向にある。

ＵＯＩ”＜ＵＯ！Ｎｏ！”　　＜ＵＯｔＦ”　　　　（
５）ＵＮ水溶液に［−Ｔ　Ｆを添加した場合、ｕｏｔｒ
　の割合が多くなることにより、生成するＡＤＵの一次
粒子は大きくなる。［（Ｎ　Ｏ，を添加した場合にもＵ
Ｏ＊ＮＯｍ＋の割合が増加することにより、ＡＤＵの一
次粒子は大きくなるが、その効果は）ＴＦ程顕著ではな
い。このように、ＵＮ＊溶液へのＨＦあるいはＨＮ　Ｏ
ｓの添加量をコントロールすることにより生成するＡＤ
Ｕの一次粒子の大きさをコノトロールし、そのことＫよ
り００．粉末の活性度をコントロールすることが可能で
ある。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、こ
れらの実施例は本発明の範囲を限定するものではない。

実施例 硝酸ウラニル結晶を純水に溶解してＵＮ水Ｍ液を作成し
、この水＠液にＨＦ’と［Ｔ　Ｎ　Ｏｘを第１表に示す
割合で添加した後、純水をさらに添加してＵ濃度を２０
０．！ｉｒＵ／Ｊに調整した水溶液を作成した。この水
溶液に対してアンモニア水をｐＨが１０以上になるまで
攪拌しながら添加してＡＤＵの沈殿を生成した。ＡＤＵ
はろ過・乾燥の後、■■。

雰囲気中で６５０℃Ｘ　２ｈｒｆ）焙焼・還元を行いＵ
Ｏ，粉末に変換した。ＵＯ３粉末は４ｔ／ｉの成形圧で
成形した後、【■、雰囲気中で１７５０℃Ｘ４ｈｒの条
件でｆＭ結してベレットとした。ＵＯ。

粉末のＢＥＴ比表面積とベレットの焼結密度は第１表に
示す通りである。第１表において、腐１〜／１６５の結
呆を比較すればわかるように、ｔＴＦ’および／または
ＨＮ　Ｏｓの割合が増加するほど得られるＵＯ，粉末の
活性度は小さくなる。また腐２と／Ｉ６３を比較すれば
、ｔ（Ｎ　Ｏ！よりＩ（Ｆの万がＵＯ。

粉末の活性度を低減する９ｊＪ果は大きい。このように
、水溶液…のＵＮ、ｒ（Ｆ’およびＥｌ　Ｎ　Ｏｓの３
故分の割合を適尭に調整することにより得られろＵＯｔ
粉末の活性度をコントロールすることが可能である。

第１表　ＵＮの他にＨＦ’とＨＮＯＩの少なくとも１成
分を含む水溶液からＡＤＯを経由してｆｆＪ造されたＵ
Ｏ，粉末およζＧＵＯヨペレットの特性（軸間の効果） 本発明゛は上記の構成をとることによって次の効果を示
す。

（１）ＵＯ＊＊末の活性度を希望する任意の大！！さに
コントロールできる・ （２）ベレットを卿造する除の＠Ｍ！密度、結晶粒径な
どのベレット特性のコントロールを容易にする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）硝酸ウラニル（ＵＮ）から重ウラン酸アンモニウ
   ム（ＡＤＵ）を経由して二酸化ウラン粉末を製造する方
   法において、ＵＮを含む水溶液にあらかじめフッ化水素
   （ＨＦ）および硝酸（ＨＮＯ＿３）２成分のうち少なく
   とも１成分を添加して該水溶液中のＵＮと添加成分を所
   定の割合に調整することにより、該水溶液とアンモニア
   の反応により生成したＡＤＵの焙焼・還元で得られる二
   酸化ウラン粉末の活性度を所定の大きさにコントロール
   することを特徴とする二酸化ウラン粉末の製法。