NO142343B - Fremgangsmaate ved fremstilling av sterkt konsentrerte magnesiumkloridloesninger - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av karbider av kjernebrennstoff.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte ved fremstilling av kornformete karbider av kjernebrennstoff. Med

betegnelsen kjernebrennstoff skal det her

forstås uran, torium og plutonium. Slike

korn blir brukt ved fremstilling av brenn-stoff elementer for kjernereaktorer.

Karbidene av disse stoffer kan fremstilles i kornform ved å tilberede en findelt

blanding av karbon og vedkommende ok-syd, presse sammen blandingen og så foreta oppvarming. Det resulterende karbid-legeme kan formes til korn, f. eks. ved

knusing og korn men ønsket størrelse kan

skilles ut ved sikting. Uran- og torium-karbid er imidlertid temmelig hårde og

skjøre, og følgen er at meget av karbidet

blir redusert til pulver under fremstillin-gen av kornene. Det er vanskelig å ut-nytte dette pulver for ny korn-dannelse.

I henhold til foreliggende oppfinnelse

kan karbider av kjernebrennstoff fremstilles i kornform utfra en blanding av

spaltbare materialers oksyder, organisk

bindemiddel, og minst den støkiometriske

mengde karbon som er nødvendig for å

danne karbider ved at det anvendes oksydpartikler i størrelsesorden 1—5 mikron

som i blanding med bindemidlet og karbonet sammenpresses under høyt trykk

med etterfølgende oppbryting av massen

for dannelse av korn, utvelging av korn

i størrelsesorden 50—100 mikron, forvarming av disse korn ved 800° C for å redu-

sere bindemidlet til karbon og karburering på i og for seg kjent måte ved oppvarming av kornene til omkring 2000° C.

Det skal nå beskrives et eksempel på hvorledes fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan gjennomføres, tilpasset fremstilling av urankarbid.

500—600 g UO,-pulver med en partik-kelstørrelse mindre enn 5 mikron og 100 g DAG-grafittpulver, med partikkelstørrelse mindre enn 2 mikron, ble blandet i et be-ger med 35 g finpulverisert metylcellu-lose som organisk bindemiddel. Blandingen

ble overført til en kulemølle og rystet i 4 timer. En porsjon av blandingen på til-nærmet 200 g ble sammenpresset koldt i

en stålform ved et trykk på ca. 12600 kg/ mm<2> i en hydraulisk presse til en sylinder-formet sammenpresset masse som var ca. 2,5 cm tykk og ca. 3,75 cm i diameter. Denne masse ble rørt med en spatel på en grov sikt inntil resulterende korn ble siktet ut for utvelging av en brøkdel med en størrelse på mellom 60 og 100 mikron. Denne del ble anbragt i en grafittdigel som var oppvarmet i argon i et karbon-rør, etter følgende skjema:

20— 800° C i 6 timer

800—2000° C i 4 timer.

Etter avkjøling ble partiklene tatt ut og siktet i en tørr kasse og vekttapet viste da at partiklene var fullstendig urankarbid, UC2. Undersøkelse under mikroskop bekreftet at UC.. var den dominerende fase.

Hvis det ønskes et fortynnet kjernebrennstoff, kan den findelte blanding inne-holde mere enn den støkiometriske mengde karbon som trenges for å omdanne ok-sydet til karbid.

Foreliggende fremgangsmåte er sær-lig egnet for fremstilling av korn av in-timt blandet uran- og toriumkarbider. Det

er vanskelig å fremstille slike blandete

korn ved karbidisering av de rene metal-ler, både fordi det ikke er lett å oppnå noen

passende uran-toriumlegering som kan

karbidiseres og fordi blandinger av findelt

metallisk uran- og torium er vanskelig

å håndtere på grunn av at de er så sterkt

pyroforiske. Slike blandete karbider kan

fremstilles i henhold til foreliggende oppfinnelse ved å gå ut fra en findelt blanding av uranoksyd og toriumoksyd og karbon, og deretter foreta sammenpressing,

korndannelse og oppvarming slik som be-skrevet ovenfor.

Karbidkorn som er fremstillet etter

foreliggende fremgangsmåte egner seg for

å belegges purolytisk med karbon før fremstilling av bruksgjenstander for bruk i

reaktorbrennstoffelementer. Belegget kan

eksempelvis påføres ved å oppvarme partiklene til 900° C i en trommel-ovn i nær-vær av propan.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte og fremstilling av kornformete karbider av spaltbart mate-

rial for kjernereaktorer, fra en blanding av spaltbare materialers oksyder, organisk bindemiddel og minst den støkiometriske mengde karbon som er nødvendig for å danne karbider, karakterisert ved at det anvendes oksydpartikler i størrel-sesorden 1—5 mikron som i blanding med bindemidlet og karbonet sammenpresses under høyt trykk med etterfølgende oppbryting av massen for dannelse av korn, utvelging av korn i størrelsesorden 50— 100 mikron, forvarming av disse korn ved 800° C for å redusere bindemidlet til karbon og karburering på i og for seg kjent måte ved oppvarming av kornene til omkring 2000° C.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at når det som spaltbart material anvendes uran, foretas karbureringen ved oppvarming i fire timer i en inert atmosfære ved atmosfære-trykk.

3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 3, karakterisert ved at når det som spaltbart material anvendes torium, foretas karbureringen ved oppvarming i en inert atmosfære ved et trykk lavere enn atmosfæretrykket.