LU84367A1 - METHOD FOR PRODUCING CORE REACTOR FUELS - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING CORE REACTOR FUELS Download PDFInfo
- Publication number
- LU84367A1 LU84367A1 LU84367A LU84367A LU84367A1 LU 84367 A1 LU84367 A1 LU 84367A1 LU 84367 A LU84367 A LU 84367A LU 84367 A LU84367 A LU 84367A LU 84367 A1 LU84367 A1 LU 84367A1
- Authority
- LU
- Luxembourg
- Prior art keywords
- fuels
- core reactor
- inert gas
- producing core
- grinding
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
- G21C3/58—Solid reactor fuel Pellets made of fissile material
- G21C3/62—Ceramic fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Λ r I/2C57 EUROPASISCHE ATCXCdTSIXSCHAFï (EUHÂTOIi) P at eutanseldungΛ r I / 2C57 EUROPEAN ATCXCdTSIXSCHAFï (EUHÂTOIi) P at eutanmeldung
Verfahren zur Herstellung von KernreskrorbrennstoffenProcess for the production of nuclear refractory fuels
Erfinder : K. RICHTERInventor: K. RICHTER
k G. KRAHERk G. KRAHER
Die Erfindung "betrifft ein Verfehren zur Herstellung von Kernreaktor-brennstoffen vom Typ I-TX7 wobei I·' ein Actinidemetall und X Stickstoff und/oder Kohlenstoff darstellt.The invention relates to a process for producing nuclear reactor fuels of the I-TX7 type, where I * 'is an actinide metal and X is nitrogen and / or carbon.
Für schnelle Brutrealotoren wird allgemein Brennstoff vom Typ XX (.z.B. Uran-Plutoniunkarbide) wegen einer höheren Brutrate und kürzerer. Verdoppelungzeit im Vergleich mit Oxydbrennstoff eine grosse Bedeutung beigemessen. Ebenfalls gemischte Careouitride kommen in Trage.For fast breeder realotors, type XX fuel (e.g. uranium-plutoniunkarbide) is generally used because of a higher breeding rate and shorter. Doubling time in comparison with oxide fuel is of great importance. Mixed Careouitride come in stretcher.
A/ Λ / /Λ r - c. -A / Λ / / Λ r - c. -
Die technologische Herstellung geschieht hauptsächlich durch karbothermische Reduktion von Uranoxyd-Plutoniumosyd-ICohlenstoffgemischen. Diese Oxyd-Kohlenstoffpulvergenische werden zu Tabletten, Scheiben, etc verpresst und unter Vakuum, Inertgas oder Stickstoff bei Temperaturen von ca. 1400°C bis 1800°C mehrere Stunden erhitzt. Dabei entstehen Sinterkörper der gewünschten chemischen Zusammensetzung mit einer Dichte von 40 - 6θ'_ theoretischer Dichte (TD).Technological production mainly takes place through the carbothermal reduction of uranium oxide-plutonium ozone-carbon mixtures. These oxide-carbon powder mixtures are compressed into tablets, disks, etc. and heated under vacuum, inert gas or nitrogen at temperatures from approx. 1400 ° C to 1800 ° C for several hours. This produces sintered bodies of the desired chemical composition with a density of 40-6θ'_ theoretical density (TD).
Mir den Sinsatz im Reaktor werden jedoch Tablettendieilten > 8O7Î TD verlangt. Deshalb werden die Sinterkörper mit Δ0 - cQ)o TD zerkleinert und gemahlen ( Hammermühl en, Kugelmühlen, Vibrationsmühlen, etc). Durch das Hahlen wird die Oberfläche der Pulver vergrössert, die Reaktivität der Pulver erhöht. Diese Pulver werden anschliessend in die gewünschte Form verpresst und gesintert. Die Tablettendichten liegen zwischen 80 - 97¾ TD.With the insert in the reactor, however, tablet diameters> 8O7Î TD are required. The sintered bodies are therefore crushed and ground with Δ0 - cQ) o TD (hammer mills, ball mills, vibration mills, etc.). The surface of the powders is increased by grinding, the reactivity of the powders is increased. These powders are then pressed into the desired shape and sintered. The tablet densities are between 80 - 97¾ TD.
Der Verfahrensschritt des Zerkleinerns und Hahlens führt neben einem gewissen Geräte- und Zeitaufwand zu einer starken Staubbildung innerhalb des produict-berührten ArbeitsVolumens (Handschuhkasten-Gerate). Der hohe Staubanteil innerhalb des Arbeitsvolumens führt einmal zu einer beachtlichen Strahlenbelastung des Personals und beinhaltet zum anderen ein Sicherheitsrisiko, da feine Pulver von KX-Srennstoffen pyrophor sind.In addition to a certain amount of equipment and time, the process step of shredding and grinding leads to strong dust formation within the product-affected working volume (glove box equipment). The high proportion of dust within the working volume leads to considerable radiation exposure for the personnel and also involves a safety risk, since fine powders of KX separants are pyrophoric.
Ausserdem muss dieser Verfahrensschritt, wegen der hohen Affinität der erzeugten Pulver gegenüber Sauerstoff, unter Inertgasatmosphäre mit sehr geringen 0o- und HgO-Restgehalten (im allgemeinen < 50 PP^O ausgeführt werden.In addition, because of the high affinity of the powders produced for oxygen, this process step must be carried out under an inert gas atmosphere with very low residual Oo and HgO contents (generally <50 PP ^ O).
Die meisten technologisch relevanten Verfahren beruhen auf dem Prinzip der karbothernischen Reduktion von Ouyden und basieren auf Press—Sinxertechnik (mischen von MOg + C, pressen; karbothermische Reduktion; orechen-mahlen des Reaktionsproduktes HX; pressen; sintern).Most technologically relevant processes are based on the principle of carbothermal reduction by Ouyden and are based on press-sinxer technology (mixing MOg + C, press; carbothermal reduction; ore-grinding of the reaction product HX; press; sinter).
'dir haben gefunden, dass man das Reaktiorsprodukt direkt, also onne vorhergehendes Zerkleinern und Kehlen, nachverdichten und dann, tnemiscr. oehar.deln kann bei hoher Temperatur, 3.3. IhOO - 1800°C.'You found that the reaction product was directly compacted, i.e. without previous crushing and throat, and then, tnemiscr. oehar.deln can at high temperature, 3.3. IhOO - 1800 ° C.
. Das "Direkt-Fressverfahren" beruht, wie die meisten lüC-Kernbrennstcfi-ner- st eilungsverfahren, auf der karbothermi scheu Reduktion der Ouyde ozw. wer er.. The "direct feeding process", like most lüC nuclear fuel generation processes, is based on the carbothermally shy reduction of the Ouyde ozw. who he.
r /·/ y - 3 -r / · / y - 3 -
Gemische. Sie Ox.yd-Xohlenstoffgemische werden in einer bestimmten, der Geometrie des Brüproduktes angepassten Form verpresst und thermisch behandelt (bei 1300-l800°C unter Vakuum oder Inertgas oder Stickstoff bzw. Stickstoff-Inertgc sgeraischen). Nach der thermischen Behandlung liegt das Eeaktionsprodukt in der gewünschten chemischen Zusammensetzung in Form von j Tabletten mit vorgegebenen Dimensionen und einer Materialdichte von 40 - 60fo vor. Die einzelnen Tabletten Vierden in einer normalen Kaltpresse direkt, d.h. im Gegensatz zu üblichen Verfahren ohne vorhergehendes Zerkleinern und Mahlen, chargiert und nachverdichtet. Anschliessend werden «·» die Presslinge durch Nachsintern bei 1400 - 180Q°C unter Vakuum oder Inertgas oder Stickstoff bzw. Inertgas-Stickstoffgemisch auf die gewünschte Dichte und Dimension gebracht.Mixtures. The ox.yd-x-carbon mixtures are pressed in a specific shape adapted to the geometry of the brewing product and thermally treated (at 1300-l800 ° C under vacuum or inert gas or nitrogen or nitrogen inert gas). After the thermal treatment, the reaction product is in the desired chemical composition in the form of j tablets with predetermined dimensions and a material density of 40-60fo. The individual tablets are directly in a normal cold press, i.e. in contrast to conventional processes without previous grinding and grinding, charged and post-compacted. Subsequently, "·" the compacts are brought to the desired density and dimension by re-sintering at 1400 - 180 ° C under vacuum or inert gas or nitrogen or an inert gas / nitrogen mixture.
Durch dieses Verfahren entfällt der Verfahrensschritt "Zerkleinern-Kahlen" (siehe Verfehrensschema, SeiteA'., der in den bisherigen Verfahren verwendet "wird.This method eliminates the step "shredding-balding" (see procedural scheme, page A '., Which is used in the previous methods ".
Dadurch ergeben sich gegenüber den bisherigen Herstellungsverfahren folgende Vorteile: - geringerer Aufwand an Geräten und Zeit - die Handhabung von KX-Typ Pulver mit ihrer grossen Affinität gegenüber Sauerstoff entfällt - ein auf praktisch Hüll reduzierter Staubanteil.This has the following advantages over previous manufacturing processes: - less equipment and time required - handling of KX-type powder with its great affinity for oxygen is eliminated - a dust content reduced to practically shell.
Die beiden vorhergehenden Punkte ergeben einen geringeren Aufwand für die zur Handhabung notwendige Schutzgasatmosphäre (die Affinität gegenüber Sauerstoff der KX-Brennstoffe ist abhängig von ihrer spezifischen Oberfläche). Das Risiko der Selbstentzündung durch Pulver bzw. Staub wird vermieden.The two previous points result in less effort for the protective gas atmosphere required for handling (the affinity for oxygen of the KX fuels depends on their specific surface). The risk of self-ignition from powder or dust is avoided.
Die Strahlenbelastung des Personals wird 'wesentlich reduziert. Die Spaltstoff-Flusskontrolle wird erleichtert.The radiation exposure of the staff is' significantly reduced. Fission flow control is made easier.
Vielter kann man die Matrizen der Pressen durch Presslinge, ansmelle von Pulvern chargieren, d.h.It is much more possible to charge the dies of the presses by means of compacts, instead of powders, i.e.
- einfaches und schnelles Chargieren der Matrizen - einfacher und gut kontrollierbarer Haterialfluss /·/ κ .-4- - kurze und. billigere Matrizen aufgrund des geringen Verdichtungsverhältnisses - keine metallischen Verunreinigungen, die hei dem' bisher üblichen Zerkleinern und Mahlen entstehen - grosse Variationsmöglichkeiten ir bezug auf Brennstoff Struktur (z.B. Porengrösse, 11 achsinterverkalüen) durch Mahl der entsprechenden Parameter der Ausgangsaaterialien.- simple and quick loading of the matrices - simple and easily controllable material flow / · / κ.-4- - short and. cheaper matrices due to the low compression ratio - no metallic impurities, which are the result of the usual grinding and grinding - great variation options in terms of fuel structure (e.g. pore size, 11 axis intercalcifications) by grinding the corresponding parameters of the starting materials.
Bas neue Verfahren v.urde bereits praktisch erprobt. Es wurden z.B. IJran-The new process has already been tested in practice. For example, IJran
Plutoniuiakarbidbrennstoffe eit verschiedenen Brennstoffdichten und Sauerstoffrestgehalten hergestellt und charakterisiert.Plutonic acid carbide fuels are manufactured and characterized with various fuel densities and residual oxygen levels.
Pelletdichte: 7S;1 - 86f_- TB. Bs liegen sogar Proben vor mit 90?» TBPellet density: 7S; 1 - 86f_- TB. Bs even have samples at 90? » TB
Sauerstoffgehalt: < 100 ppm und ca 2000 ppmOxygen content: <100 ppm and approx. 2000 ppm
Keramographische Schliffe der Brennstoffe liegen vor.Ceramic cuts of the fuels are available.
/·/ « r .-/ · / «R .-
Verfahrensschema Herstellung von MX-Brennstoffen durch Karbothermische Reduktion der Oxyde ^a"0XJ,d Kohlen- I I “ranoxyd Kohlen.Process scheme Production of MX fuels by carbothermal reduction of the oxides ^ a "0XJ, d coal I I“ ranoxyd carbons.
MISCHEN olyd°nlul"" stoff MISCHEN ^’^ornu,n' stoffMIX olyd ° nlul "" fabric MIX ^ ’^ ornu, n 'fabric
Jt ____ _____ PRESSEN. Tabletten! Scheiben PRESSEN SbîSS* KARBOTHERM, }!£** I KARBOTHERM. ™i*; " ACTION 1300 . I800 ,c REDUKTION ,^00 . ,800 „c ZERKLEINERN [ MAHLEN Vibrati onsmiihl e PRESSEN Tabletten6 NACH- Kaltpresse VERDICHTEN Tabletten______Jt ____ _____ PRESS. Tablets! DISCS PRESSES SbîSS * KARBOTHERM,}! £ ** I KARBOTHERM. ™ i *; "ACTION 1300. I800, c REDUCTION, ^ 00., 800" c CRUSH [GRIND Vibrati onmahlhl e PRESSING tablets6 AFTER- cold press COMPRESSING tablets______
Vakuum, Inertgas Vakuum, Inertgas SINTERN N2 bzw. Inertgas/N2 NACH- bzw. Inertgas/N2Vacuum, inert gas Vacuum, inert gas SINTERN N2 or inert gas / N2 Nach- or inert gas / N2
1400 - 1800 % SINTERN 1400 - 1800 °C1400 - 1800% SINTER 1400 - 1800 ° C
bisher übliches Verfahren neues Verfahrenpreviously common procedure new procedure
Claims (2)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LU84367A LU84367A1 (en) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | METHOD FOR PRODUCING CORE REACTOR FUELS |
DE19833327921 DE3327921A1 (en) | 1982-09-06 | 1983-07-29 | METHOD FOR PRODUCING CORE REACTOR FUELS |
IT48879/83A IT1167643B (en) | 1982-09-06 | 1983-08-25 | PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF FUELS FOR NUCLEAR REACTORS |
GB08323643A GB2126773B (en) | 1982-09-06 | 1983-09-02 | Process for the production of nuclear reactor fuels |
FR8314206A FR2532778B1 (en) | 1982-09-06 | 1983-09-06 | PROCESS FOR MANUFACTURING NUCLEAR FUELS, ESPECIALLY FOR RAPID SUPERGENERATORS |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LU84367 | 1982-09-06 | ||
LU84367A LU84367A1 (en) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | METHOD FOR PRODUCING CORE REACTOR FUELS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LU84367A1 true LU84367A1 (en) | 1983-04-13 |
Family
ID=19729941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LU84367A LU84367A1 (en) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | METHOD FOR PRODUCING CORE REACTOR FUELS |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3327921A1 (en) |
FR (1) | FR2532778B1 (en) |
GB (1) | GB2126773B (en) |
IT (1) | IT1167643B (en) |
LU (1) | LU84367A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL247542A (en) * | 1959-01-20 | |||
IT1096285B (en) * | 1978-05-05 | 1985-08-26 | Agipnucleare S P A Comitato Na | METHOD OF MANUFACTURE OF CERAMIC MATERIAL PADS |
DE2842402C2 (en) * | 1978-09-29 | 1982-06-09 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Process for the production of ceramic fuel pellets for nuclear reactors |
DE2921146C2 (en) * | 1979-05-25 | 1982-11-04 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Process for the production of ceramic fuel pellets for nuclear reactors |
-
1982
- 1982-09-06 LU LU84367A patent/LU84367A1/en unknown
-
1983
- 1983-07-29 DE DE19833327921 patent/DE3327921A1/en not_active Ceased
- 1983-08-25 IT IT48879/83A patent/IT1167643B/en active
- 1983-09-02 GB GB08323643A patent/GB2126773B/en not_active Expired
- 1983-09-06 FR FR8314206A patent/FR2532778B1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2532778B1 (en) | 1985-12-06 |
DE3327921A1 (en) | 1984-03-08 |
IT1167643B (en) | 1987-05-13 |
GB2126773B (en) | 1986-02-19 |
GB2126773A (en) | 1984-03-28 |
IT8348879A0 (en) | 1983-08-25 |
FR2532778A1 (en) | 1984-03-09 |
GB8323643D0 (en) | 1983-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4061700A (en) | Fugitive binder for nuclear fuel materials | |
EP0012915B1 (en) | Process for manufacturing oxidic nuclear fuel elements | |
DE1286650B (en) | Process for the production of dense, relatively non-porous, fissile-laden carbon bodies for nuclear reactors | |
CA1254378A (en) | Fabrication of nuclear fuel pellets | |
US4234550A (en) | Method for treating a particulate nuclear fuel material | |
LU84367A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING CORE REACTOR FUELS | |
DE1259316B (en) | Process for sintering compacts of high density from uranium dioxide powder | |
US3371133A (en) | Method of preparing nuclear fuel pellets | |
DE1230228B (en) | Process for the production of sintered nuclear fuel based on uranium and plutonium | |
DE2842402A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING CERAMIC FUEL TABLETS FOR CORE REACTORS | |
US2952535A (en) | Sintering metal oxides | |
DE60215348T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING A COMPOUND NUCLEAR FUEL MATERIAL FROM DISPERSED (U, PU) O-2 AGREGATES | |
DE2523700A1 (en) | PRODUCTION OF URANIUM NITRIDE | |
US3812050A (en) | Production of porous ceramic nuclear fuel employing dextrin as a volatile pore former | |
US3510434A (en) | Method of preparing a nitride nuclear reactor fuel | |
US3202619A (en) | Graphitic neutron reflector containing beryllium and method of making same | |
DE2930847C2 (en) | Process for making a silicon carbide sintered product | |
US3398098A (en) | Preparation of pure dense hypostoichiometric uranium carbide | |
DE2842403A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING FUEL MONOCARBIDE, IN PARTICULAR URANE AND URANE PLUTONIUM MONOCARBIDE | |
AT211925B (en) | Nuclear fuel containing uranium dioxide particles | |
DE1911564A1 (en) | Compressed fuel for nuclear reactors fuel - elements | |
CA1109663A (en) | Method for treating a particulate nuclear fuel material | |
DD250551A5 (en) | METHOD FOR PRODUCING METALLURGICAL COMPOUNDS | |
AT208900B (en) | Method and apparatus for the manufacture of iron ore and carbon-containing solid moldings | |
AT263703B (en) | Process for producing carbon bodies |