RU2335815C2 - Способ получения таблеток ядерного топлива - Google Patents
Способ получения таблеток ядерного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2335815C2 RU2335815C2 RU2006118339/06A RU2006118339A RU2335815C2 RU 2335815 C2 RU2335815 C2 RU 2335815C2 RU 2006118339/06 A RU2006118339/06 A RU 2006118339/06A RU 2006118339 A RU2006118339 A RU 2006118339A RU 2335815 C2 RU2335815 C2 RU 2335815C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- uranium
- powder
- oxide
- conversion
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 title claims description 7
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 122
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 70
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 26
- SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H uranium hexafluoride Chemical compound F[U](F)(F)(F)(F)F SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 24
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 229910000439 uranium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 35
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 34
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 26
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 16
- SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N beta-L-fucose Chemical compound C[C@@H]1O[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N 0.000 claims description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 9
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims description 6
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 229940075613 gadolinium oxide Drugs 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SHABPDNMHQJMPY-UHFFFAOYSA-N [Ti].[U] Chemical compound [Ti].[U] SHABPDNMHQJMPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 23
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 7
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 6
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 4
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 4
- DUQGREMIROGTTD-UHFFFAOYSA-N Monuron-TCA Chemical compound OC(=O)C(Cl)(Cl)Cl.CN(C)C(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1 DUQGREMIROGTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N plutonium(IV) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[Pu+4] FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 208000035874 Excoriation Diseases 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K aluminium tristearate Chemical compound [Al+3].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940083916 aluminum distearate Drugs 0.000 description 1
- 229940063655 aluminum stearate Drugs 0.000 description 1
- RDIVANOKKPKCTO-UHFFFAOYSA-K aluminum;octadecanoate;hydroxide Chemical compound [OH-].[Al+3].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RDIVANOKKPKCTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- RXWCTKVOMOOHCV-UHFFFAOYSA-N dioxouranium;dihydrofluoride Chemical compound F.F.O=[U]=O RXWCTKVOMOOHCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UTDLAEPMVCFGRJ-UHFFFAOYSA-N plutonium dihydrate Chemical compound O.O.[Pu] UTDLAEPMVCFGRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/51—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on compounds of actinides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
- G21C21/02—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
-
- 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
-
- 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
- G21C3/623—Oxide fuels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
- C04B2235/445—Fluoride containing anions, e.g. fluosilicate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/449—Organic acids, e.g. EDTA, citrate, acetate, oxalate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/608—Green bodies or pre-forms with well-defined density
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения таблеток ядерного топлива, содержащих в основном диоксид урана UO2 и применяемых в производстве топливных элементов ядерного реактора. Топливные таблетки получают спеканием материала с содержанием диоксида урана UO2, изготовленного из порошка, приготовленного способом конверсии гексафторида урана UF6. В емкость с подвижными телами для уплотнения и смешивания вводят порошок, полученный непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, и производят встряхивание емкости таким образом, чтобы порошок перемещался в пространстве емкости по трем некомпланарным осям с тем, чтобы происходило его уплотнение между подвижными телами и подвижными телами и стенкой емкости до образования дисперсного материала с возросшей плотностью по отношению к порошку, полученному способом конверсии, непосредственно полученный перемешиванием в емкости дисперсный материал применяют для формования сырых топливных таблеток, подвергаемых спеканию. Изобретение направлено на создание способа получения таблеток ядерного топлива, позволяющего упростить операции получения дисперсного материала с содержанием диоксида урана UO2 со свойствами, необходимыми для получения сырых таблеток. 16 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к способу получения таблеток ядерного топлива, содержащих в основном диоксид урана UO2 и применяемых в производстве топливных элементов ядерного реактора.
Топливные элементы ядерных реакторов, в частности реакторов с водяным охлаждением под давлением, содержат, как правило, трубы большой длины с закрытыми концами, в которых располагаются топливные таблетки диаметром, как правило, несколько меньше 10 мм и длиной от 10 до 20 мм.
Топливные таблетки изготавливают спеканием материала, содержащего преимущественно диоксид урана UO2, полученного из порошка, производимого способом конверсии гексафторида урана UF6, как правило, при температуре около 1700°С.
Известны разные способы получения оксидов урана, в частности диоксида урана UO2, конверсией гексафторида урана UF6. В частности, известен способ конверсии, называемый «способом сухой конверсии», газообразного гексафторида урана, который представляет собой способ пирогидролиза гексафторида урана водяным паром. Данный способ позволяет получать оксиды, средний состав которых может выражаться формулой UO2+x. Эти оксиды содержат главным образом диоксид UO2 и другие оксиды, такие, как U3O8 или U3O7, в разных количествах в зависимости от режима способа конверсии UF6, при этом полученный сухими способами порошок обладает низкой плотностью (как правило менее 1 г/см3) и состоит из кристаллитов очень малого размера (0,1-0,4 мкм), агломерированных между собой в большей или меньшей степени. Такой порошок обладает незначительной сыпучестью (замеренной посредством обычных тестов на сыпучесть).
При получении топливных таблеток необходимо перед спеканием изготавливать сырые таблетки холодным прессованием гранулированного материала. Изготовление сырых таблеток прессованием делает необходимым введение гранулированного материала в узкие и глубокие цилиндрические матрицы с большой скоростью в случае промышленного производства, вследствие чего гранулированный материал для изготовления сырых таблеток, подвергаемых затем спеканию, должен обладать хорошей сыпучестью и другими свойствами для получения сырых таблеток с достаточной прочностью, необходимой для манипуляций перед спеканием.
Для улучшения механических свойств сырых таблеток известны разные способы (например, добавка порошка U3O8 определенного качества, который описан, например, в патенте Франции №2599883 и в европейском патенте №0249549). Как правило, эти способы основаны на добавке в UO2 определенного количества оксида, например, U3O8 или U3O7, Как правило, при изготовлении сырых таблеток также требуется вводить в гранулированный материал добавки, такие как смазывающие вещества и порообразователи, которые облегчают формование сырых таблеток и регулируют пористость и плотность спеченных топливных таблеток.
Порошки из оксида урана, полученные способами конверсии гексафторида урана и, в частности, сухими способами, не могут применяться без преобразования при производстве сырых таблеток. Как правило, требуется большое количество операций для получения гранулированного материала с хорошей сыпучестью и плотностью, значительно превосходящей плотность порошка, и свойствами, необходимыми для изготовления высококачественных таблеток. В частности, необходимо увеличить и гомогенизировать гранулометрический состав порошков для получения частиц достаточного размера и формы, улучшающей сыпучесть и уплотняемость.
Обычно на первом этапе в цехе для проведения конверсии производят просеивание порошков, полученных непосредственно способом сухой конверсии, и/или измельчение твердых частиц (например, фторсодержащих), задержанных при просеивании, гомогенизацию порошков, их загрузку и хранение для последующего использования в цехе таблетирования, который может располагаться вблизи или вдали от цеха конверсии.
Затем порошки загружают в смеситель в цехе таблетирования с введением добавок, в частности порообразователей, производят смешивание и гомогенизацию порошков и добавок, предварительное уплотнение смеси порошков в прессе для изготовления предварительно уплотненных элементов. После этого предварительно уплотненные элементы подвергают операции гранулирования в дробилке или грануляторе, проводят операцию по приданию сферической формы для получения частиц правильной формы, близкой к сферической, в смесительной емкости. После этого добавляют смазывающее вещество, которое смешивается с частицами при перемешивании перед прессованием сырых таблеток, подвергаемых затем спеканию.
Следовательно, перевод порошка, непосредственно полученного способом конверсии UF6, в зернистый материал для прессования сырых таблеток требует проведения множества операций, которые все должны проводиться в удовлетворительных условиях, обеспечивающих изготовление сырых таблеток и спеченных таблеток высокого качества. Весь комплекс операций требует наличия множества разных аппаратов, например смесителей, прессов (или валковых уплотнителей) и грануляторов-дробилок, которые часто выходят из строя. Основное обстоятельство риска - это разрушение сита на выходе из гранулятора, наличие которого необходимо для обеспечения однородного и удовлетворительного гранулометрического состава дисперсного материала, предназначенного для изготовления сырых таблеток. В случае разрушения сита полученные продукты подлежат повторной обработке для удаления металлических остатков разрушенного сита и для гарантии гранулометрического состава, необходимого для изготовления таблеток.
Также известно получение порошка оксида урана влажным способом, при котором применяется обработка распылением суспензии. Порошки, полученные влажными способами, имеют плотность и сыпучесть, превосходящие порошки, получаемые сухими способами, а также гранулометрический состав, который сегодня нельзя получить непосредственно известными сухими способами. Однако такие порошки должны быть подвергнуты дополнительным видам обработки перед приданием им формы сырых таблеток и последующего спекания. Кроме того, все более возрастает тенденция перехода с влажных способов на сухие в связи с безопасностью и защитой окружающей среды, и становится необходимым снабжение заводов, традиционно использующих полученные влажным способом изделия, порошками из UO2, изготовленными сухим способом.
В частности, в случае изготовления смешанного горючего МОХ из смеси диоксида урана UO2 и диоксида плутония PuO2 необходимо обеспечить снабжение заводов приготовленными сухим способом порошками из UO2.
Способы изготовления таблеток из применяемой в настоящее время смеси оксидов урана и плутония требуют применения порошков из UO2, обладающих хорошей сыпучестью, состоящих из гранул преимущественно правильной формы и имеющих высокую плотность, достигающую около 2 г/см3, упорядоченный гранулометрический состав менее 250 мкм, что необходимо для получения хорошей смеси урана с оксидом плутония и свойств, позволяющих изготовить сырые таблетки с высокой механической прочностью.
Для придания порошкам, полученным сухим способом, удовлетворительных показателей плотности, сыпучести и гранулометрического состава предложен способ сушки распылением порошков оксида урана, полученных сухим способом, который может применяться в промышленном масштабе для порошка оксида урана с ограниченным содержанием изотопа U235.
Также предложено в целях улучшения сыпучести, плотности и гранулометрического состава полученных сухим способом порошков изготавливать гранулы путем предварительного уплотнения и последующей грануляции. Однако получаемые гранулы имеют слишком большой размер (до 1200 мкм) и не позволяют получать однородную смесь с порошком оксида плутония. Следовательно, приходится проводить дополнительные операции по грануляции или дроблению с просеиванием гранул. Традиционные приемы просеивания ухудшают сыпучесть и снижают плотность продуктов. Кроме того, операции являются сложными и связаны с определенной опасностью, которую представляет проволока используемых сит в случае их разрушения, вследствие чего ее остатки могут смешаться с гранулами, что приведет к повреждению оборудования таблетирования гранул. Как правило, помимо добавки оксида плутония PuO2, при изготовлении топлива МОХ в порошки из UO2, полученные сухим способом, могут быть введены многочисленные добавки. Такими добавками могут служить, например, поглотители и замедлители или эффективные топливные материалы, например, ThO2 или оксиды редких земель, такие как Gd2O3, Er2О3. Для введения и смешивания таких добавок с порошком из UO2, полученным сухим способом, необходима предварительная обработка для доводки порошка UO2, например, более или менее выраженная гомогенизация путем сушки распылением при необходимости с последующими операциями предварительного уплотнения и грануляции, причем данные операции дополняются несколькими последующими этапами измельчения и/или просеивания. Следовательно, эти способы являются сложными и требуют многочисленных этапов по доводке порошка UO2 и смешиванию его с добавками.
Как было указано выше, в случае приготовления топлива преимущественно на основе оксида урана UO2 производят, как правило, смешивание порошков UO2 и U3O8 (или U3O7) в соотношении 80/20 или предпочтительно 90/10. Применяемые оксиды U3O8 могут быть получены непосредственно сухим способом в условиях, в которых осуществляется пирогидролиз гексафторида урана UF6 водяным паром. U3O8 или U3O7 могут быть также получены окислением порошка из UO2 при низкой температуре. Оксиды U3О8 или U3O7 могут добавляться в исходный порошок или вводиться в смесители в цехе таблетирования перед этапом предварительного уплотнения.
Другие добавки для модификации микроструктуры топливных таблеток, такие как оксид хрома, глинозем, диоксид кремния, оксиды ванадия и ниобия и другие соединения, могут вводиться и смешиваться с диоксидом урана, полученным сухим способом, на разных этапах процесса, для которых, в любом случае, требуется приготовление дисперсного материала с необходимыми свойствами для изготовления сырых таблеток. Такие операции по введению и смешиванию еще больше усложняют приготовление дисперсного материала.
Как правило, требуется также применять смазывающие вещества на некоторых этапах процесса, например перед предварительным уплотнением и прессованием дисперсного материала для получения сырых таблеток.
Как правило, операции, предшествующие изготовлению сырых таблеток, являются сложными и многочисленными, особенно в случае применения полученного сухим способом оксида урана UO2, являющегося слабосыпучим или несыпучим и мелкозернистым, причем такие способы должны заменить собой влажный способ.
Следовательно, целью изобретения является создание способа получения таблеток ядерного топлива спеканием материала с содержанием диоксида урана UO2, полученного из порошка, приготовленного способом конверсии гексафторида урана UF6, который позволяет упростить операции получения дисперсного материала с содержанием диоксида урана UO2 со свойствами, необходимыми для получения сырых таблеток, подвергаемых затем спеканию.
Для этой цели в емкость с подвижными телами для сжатия и смешивания вводят порошок, полученный непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, и проводят встряхивание емкости таким образом, чтобы порошок перемещался во всем пространстве емкости по трем некомпланарным осям с тем, чтобы происходило уплотнение между подвижными телами и между подвижными телами и стенкой емкости до образования дисперсного материала с плотностью в неуплотненном состоянии не менее 1,7 г/см3, дисперсный материал, полученный смешиванием в емкости, применяют для формования сырых топливных таблеток прессованием, которые затем спекают.
Способ согласно изобретению может содержать следующие, взятые отдельно или в сочетании признаки:
- емкость приводят в трехмерное вибрационное движение;
- введенный в емкость порошок получают способом сухой конверсии, его плотность составляет менее 1 г/см3, плотность дисперсного материала в неуплотненном состоянии, полученного смешиванием в емкости, составляет около 2 г/см3;
- порошок, полученный непосредственно способом конверсии гексафторида UF6, имеет плотность менее 1 г/см3 и нулевую сыпучесть, определяемую стандартным тестом путем пропускания через отверстие размером 15 мм, при этом дисперсный материал, полученный смешиванием в емкости, характеризуется сыпучестью свыше 10 г/с после нескольких минут смешивания в емкости;
- проводят встряхивание емкости с подвижными телами и порошком, полученным непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, в течение 1-600 минут;
- подвижные тела для уплотнения и перемешивания в емкости являются свободными телами любой простой геометрической формы со слегка шероховатой поверхностью;
- подвижные тела имеют цилиндрическую форму;
- подвижные тела имеют в основном форму сферических шариков;
- подвижные тела изготовлены из одного из следующих материалов: спеченный глинозем Al2О3, спеченный оксид урана, чистый или легированный оксид циркония, карбид вольфрама, стали, металлический уран или уран-титановый сплав;
- перед встряхиванием емкости в нее вводят вместе с порошком диоксида урана UO2, полученным непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, по меньшей мере, одну добавку, состоящую, по меньшей мере, из одного порообразователя, в количестве не менее 0,01%;
- в емкость вводят вместе с порошком диоксида урана UO2, полученным непосредственно способом конверсии гексафторида UF6, по меньшей мере, одну добавку;
- добавку вводят в емкость перед обработкой, производимой путем ее встряхивания;
- добавку вводят в емкость во время обработки встряхиванием;
- добавкой служит, по меньшей мере, одно из следующих веществ: оксид урана U3O8, оксид урана U3О7, оксид плутония PuO2, оксид тория ThO2, оксид гадолиния Gd2O3, порообразующее вещество, смазывающее вещество, присадки для спекания;
- для изготовления топливных таблеток из смеси оксида урана и оксида плутония (МОХ) емкость помещают в замкнутую камеру типа перчаточного бокса, вводят в емкость порошки оксида урана, оксида плутония и добавки и встряхивают ее по команде, подаваемой с наружной стороны замкнутой камеры;
- перед формованием сырых таблеток прессованием дисперсного материала, полученного смешиванием в емкости, в этот материал добавляют смазывающее вещество и производят их смешивание для распределения смазывающего вещества по частицам дисперного материала;
- дисперсный материал, содержащий в основном оксид урана UO2 и полученный смешиванием приготовленного конверсией порошка, смешивают перед формованием сырых таблеток с помощью подвижных тел с порошком оксида плутония PuO2 для приготовления топлива МОХ.
Для лучшего понимания сущности изобретения описывается несколько примеров осуществления способа согласно изобретению и отдельных средств, применяемых для этого осуществления.
Одним из основных аспектов способа согласно изобретению является то, что он позволяет приготовить за одну операцию уплотнения и смешивания исходного продукта, полученного непосредственно способом конверсии UF6, дисперсный материал для изготовления сырых таблеток прессованием на прессах, обычно применяемых в производстве сырых таблеток.
Исходным продуктом служит порошок оксида урана с содержанием в основном UO2, полученный непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, в частности, способом сухой конверсии. Такой порошок, полученный на выходе из установки для конверсии, имеет состав, который может быть в целом обозначен как UO2+x, причем этот порошок содержит в основном UO2 и в меньших количествах другие оксиды, например U3O8 и U3O7. Полученный в конце установки для конверсии порошок состоит из кристаллитов размером от 0,1 до 0,4 мкм, которые частично спрессованы между собой, образуя более или менее хрупкие скопления средней величины, как правило, от 0,5 до 20 мкм. Плотность этого порошка составляет всегда менее 2 г/см3 или даже 1,5 г/см3, часто менее 1 г/см3 или около 0,7-0,9 г/см3. Такой порошок обладает сыпучестью, определяемой стандартным тестом, при котором порошок пропускают через отверстие размером 15 мм в конической емкости, и выражаемой через величину расхода в г/с, при нулевом показателе сыпучести порошок не проходит через указанное отверстие при стандартном тесте.
Все показатели плотности, приведенные в настоящем описании (если не указано особо), являются насыпной плотностью, замеренной стандартным тестом.
Исходный порошок с низкой плотностью, низким гранулометрическим составом и отсутствием сыпучести не может быть использован без преобразования в способе изготовления сырых таблеток.
Также непригодным для изготовления сырых таблеток без промежуточного преобразования является исходный продукт, если им является, например, порошок оксида урана UO2, полученный влажным способом.
Способ согласно изобретению, включающий в себя только один этап превращения описанного выше исходного порошка в дисперсный материал с плотностью в неуплотненном состоянии более 1,7 г/см3 и хорошей сыпучестью, проводят в емкости, в которую загружают исходный порошок и, при необходимости, добавки, о чем речь пойдет ниже. Применяемая емкость имеет, как правило, стальную стенку, покрытую внутри слоем органического синтетического материала, например полиуретаном, для ограничения или исключения риска истирания стенки емкости и загрязнения введенных в нее продуктов. Как правило, стенка емкости имеет форму, образуемую вращением вокруг оси, например, цилиндрическую или тороидальную. Емкость содержит подвижные тела для уплотнения и смешивания, которые находятся предпочтительно в свободном состоянии внутри емкости и/или могут быть связанными с емкостью, но с возможностью перемещения.
Емкость смонтирована подвижно на опоре и снабжена средствами для перемещения, которые позволяют производить встряхивание, при котором находящиеся внутри емкости материалы, например порошок и подвижные тела для сжатия и смешивания перемещаются по всему пространству емкости, совершая трехмерное движение, т.е. векторы движения содержат составляющие в соответствии с тремя некомпланарными осями пространства. Перемещение материалов внутри емкости может происходить либо только при ее встряхивании, либо одновременно при движении емкости и подъемных элементов, расположенных внутри емкости.
Находящиеся в емкости подвижные тела выполнены, как правило, из металла или твердого сплава или керамического материала. Предпочтительно, чтобы подвижные тела состояли из глинозема или спеченного оксида урана для обеспечения твердости, необходимой для предупреждения загрязнения порошка оксида урана продуктами, способными ухудшить свойства порошка или топливных таблеток.
Расположенные в емкости подвижные тела для уплотнения и перемешивания могут иметь самую разную форму, например цилиндрическую, сферическую или форму куба; этими подвижными телами могут служить, например, шары, кольца, шарики, кубы, цилиндры с плоскими или полусферическими торцами или ролики или тела любой другой формы.
Вместимость емкости может изменяться в широком диапазоне без ухудшения условий для осуществления способа. Она может составлять от нескольких килограммов до нескольких центнеров и даже нескольких тонн, причем вместимость емкости соответствует максимальной массе элементов, которые в ней могут находиться (порошок или подвижные тела).
Учитывая вместимость емкости, некоторые параметры приходится регулировать для достижения оптимальной эффективности превращения порошка оксида урана в дисперсный материал, необходимый для производства сырых таблеток. Этими параметрами являются, в частности, степень заполнения подвижными телами, которая определяется соотношением между общим объемом подвижных тел и полезным объемом емкости, степень заполнения порошком, которая определяется как соотношение между общим объемом загруженного в емкость порошка и полезным объемом емкости, и коэффициентом заполнения «порошок/подвижные тела», который определяется как соотношение между общим объемом загруженного в емкость порошка и объемом свободного пространства между подвижными телами в состоянии покоя емкости.
Как правило, заполнение емкости производится таким образом, чтобы материал покрывал подвижные тела и заполнял промежутки между ними. Также возможны и другие варианты заполнения.
Предпочтительно, чтобы емкость с подвижными телами была установлена на неподвижном основании с возможностью приведения в состояние вибрации и была бы снабжена средствами вибрации, состоящими, как правило, из двигателя с дебалансом.
Согласно отдельному варианту осуществления, показавшему себя удовлетворительным при изготовлении дисперного материала из порошка оксида UO2, полученного сухой конверсией, была применена дробилка с коммерческим обозначением DM1 фирмы SWECO.
Емкость дробилки содержит стенку тороидальной формы, установленную вертикально по оси вращения на неподвижном основании с помощью спиральных опорных пружин с вертикальной осью. Двигатель для вибрации жестко связан со стенкой емкости, при этом его ось ориентирована по вертикальной оси емкости. Двигатель связан с дебалансами таким образом, что при своем вращении он приводит емкость в колебательные движения с трехмерным качением, причем ось емкости одновременно совершает вращательное и качающееся движения. В емкости свободно располагаются подвижные тела, которые могут иметь, например, сферическую, цилиндрическую или более сложную форму, на которые насыпается обрабатываемый порошок перед включением двигателя для встряхивания емкости. Свободные подвижные тела и порошок перемещаются под действием движений и вибрации емкости по трехмерным траекториям и заполняют значительную часть внутреннего пространства емкости. Во время перемещений свободных подвижных тел и порошка под действием движений и вибрации емкости порошок уплотняется между подвижными телами, а также между подвижными телами и стенкой емкости.
При введении в дробилку DM1 SWECO порошка оксида урана, полученного способом сухой конверсии гексафторида UF6, неожиданно было отмечено непрерывное повышение гранулометрического состава порошка в зависимости от времени. Дробилка SWECO обозначена изготовителем как вибрационная, которая позволяет доводить гранулометрический состав дисперсного материала или порошка до субмикронных размеров, составляющих до 5 мкм. Обработка в этом известном устройстве полученного сухой конверсией порошка с плотностью около 0,8 г/см3 и с содержанием кристаллитов размером от 0,1 до 0,4 мкм, более или менее связанных между собой в виде скоплений, позволяет получать в результате уплотнения между подвижными телами частицы, гранулометрический состав которых гомогенизируется в зависимости от времени и составляет от 10 до 150 мкм. Плотность порошка возрастает непрерывно в зависимости от времени обработки внутри емкости с подвижными телами и достигает в течение около 2 часов порядка 2 г/см3. Сыпучесть полученного способом сухой конверсии порошка является нулевой, как указывалось выше, и после обработки в течение нескольких минут в емкости с подвижными телами, совершающей колебательные движения, сыпучесть частиц достигает показателя, превышающего 10 г/см3, и очень быстро может достигнуть показателей, составляющих 60 г/см3 и более (эти показатели были получены измерением с помощью упомянутого выше устройства).
Дисперсный материал, полученный обработкой в течение 1 или 2 часов, в отдельных случаях в течение до 150 минут, в емкости с подвижными телами может быть использован для изготовления сырых таблеток прессованием с учетом его плотности, сыпучести и уплотняемости, определяемой в числе прочего формой полученных частиц и их гранулометрическим составом.
Кроме того, обработка внутри вибрирующей емкости с подвижными телами позволяет одновременно получить однородную смесь из порошков оксида урана, приготовленных способом сухой конверсии, и добавок, таких как PuO2, ThO2, Gd2О3, Er2О3, или же порообразующих веществ, таких как органические или минеральные вещества, способные разрушаться при спекании, или смазывающих веществ, таких как стеарат цинка или алюминия или этиленбистеарамид, или присадок, вносимых для изменения кристаллической структуры спеченных таблеток. В находящуюся в емкости смесь можно ввести любую другую добавку, такую как упомянутая выше, вызывающая изменение структуры и состава таблеток.
В смесь могут также вводиться смазывающие вещества, оказывающие порообразующий эффект и служащие для замены обычных порообразователей, таких как продукт, известный под обозначением AZB или оксалат аммония или его производные.
Введение добавок в порошок оксида (содержащего, как правило, UO2 и U3O8) может производиться полностью или частично в момент загрузки емкости перед началом обработки или во время обработки в определенный момент.
Смазывающее или смазывающие вещества добавляются и смешиваются с уже сформировавшимися зернами, а не с исходным порошком для получения смазывающего эффекта на последующем этапе прессования.
Способ согласно изобретению позволяет изготавливать топливо с содержанием преимущественно оксида урана UO2 и других веществ, например, поглотителей нейтронов, таких как оксид гадолиния или эрбия или расщепляющиеся топливные материалы, такие как оксид плутония, или же топливные материалы, такие, как оксид тория. Эти продукты вводят в емкость в произвольный момент для обеспечения надежного соединения указанных материалов с частицами оксидов урана в виде порошка, полученного конверсией UF6.
В случае применения токсичных и/или радиоактивных материалов, таких как оксид плутония, необходимо, разумеется, принять меры предосторожности, известные среднему специалисту. Однако способ согласно изобретению, позволяющий получить дисперсный материал, необходимый для изготовления сырых таблеток, за одну операцию внутри единственной емкости с подвижными уплотняющими телами позволяет легко проводить операции без опасности для операторов в результате размещения емкости в защитной камере типа перчаточного бокса, при этом операциями по составлению загрузки, введению добавки и приведению емкости в состояние вибрации можно управлять с наружной стороны защитной камеры.
Согласно предпочтительному варианту осуществления подвижные тела для уплотнения и смешивания находятся внутри емкости в полностью свободном состоянии и являются частью загрузки, вводимой в емкость. В этом случае в емкость прежде всего загружают тела для уплотнения, например шарики или цилиндры, в заданном количестве. Затем загружают порошок, полученный непосредственно способом сухой конверсии гексафторида UF6, и при необходимости разные добавки. Затем емкости сообщают движения, предпочтительно колебательные. Подвижные тела остаются в емкости, а обработанный продукт выпускают через решетку в ее основании.
Согласно предпочтительному варианту осуществления расположенные внутри емкости подвижные тела выполнены из глинозема Al2O3 большой твердости. При осуществлении способа согласно изобретению кинетическая энергия, сообщенная подвижным телам и обеспечивающая уплотнение порошка, является умеренной, благодаря чему снижается энергия удара подвижных тел друг о друга и об стенку емкости. Следовательно, подвижные тела для уплотнения и смешивания подвержены очень ограниченному разрушению, в результате чего загрязнение порошков материалами этих подвижных уплотняющих тел очень незначительное. Кроме того, введение глинозема в малых количествах в топливные таблетки не является недостатком, при этом алюминий может даже оказывать положительное влияние. Проведенные измерения показали, что загрязнение алюминием не превышает нескольких частей на миллион.
В случае применения подвижных тел из спеченного оксида урана UO2 вместо глинозема полностью устраняется опасность загрязнения элементами, отсутствующими в порошке оксида урана. Кроме того, сокращается время обработки и увеличивается кинетическая энергия благодаря возросшей плотности подвижных тел из спеченного оксида урана (расчетная плотность = 10,96 г/см3). Однако поступление урана в виде его спеченного оксида в порошок вследствие определенного разрушения подвижных тел существенно ухудшает спекание смеси и не обеспечивает других существенных преимуществ.
Для лучшего понимания сущности изобретения ниже описываются несколько примеров осуществления способа.
Приводятся три примера осуществления изобретения, а именно №№1, 2, 3, и один сравнительный пример.
Присущий способу согласно изобретению этап, на котором обрабатываются порошки, полученные непосредственно способом сухой конверсии, в емкости с подвижными телами для получения дисперсного материала для изготовления из него сырых таблеток, проводят в вибрационной дробилке фирмы SWECO под обозначением DM1.
В описанных четырех примерах осуществления изобретения емкость дробилки, имеющая тороидальную форму с вертикальной осью, вмещает в себя 20 кг подвижных тел в виде цилиндров из спеченного глинозема диаметром и длиной около 1/2 дюйма (12,7 мм). Для проведения обработки порошок засыпают на подвижные уплотняющие тела, расположенные совершенно свободно внутри емкости. Затем емкость приводят в колебательные движения посредством закрепленного на емкости двигателя с дебалансом.
Пример 1
Последовательно составили несколько загрузок из дисперсного материала на основе оксида урана UO2, полученного способом сухой конверсии гексафторида UF6. Для составления восьми загрузок первой серии в емкость дробилки с подвижными телами из глинозема загрузили 10 кг материала в виде порошка, содержавшего 89% мас. оксида урана UO2, 6% мас. UROX и 5% мас. U3O8, в который добавили 0,2% мас. этиленбистеарамида и 0,55% мас. оксалата аммония.
Для составления 8 загрузок второй серии в емкость последовательно ввели загрузку из материала того же состава, что и восемь загрузок первой серии, в который добавили 0,2% мас. этиленбистеарамида и 0,47% мас. оксалата аммония.
Известный продукт под маркой UROX представляет собой оксид урана U3O8, полученный либо из оксифторида урана UO2F2 во время конверсии гексафторида UF6 для получения оксидов урана, либо из оксида урана UO2 в высокотемпературной печи.
Оксид U3O8, введенный в смесь вместе с UROX, извлекали из топливных таблеток в процессе или в конце их изготовления.
Каждую загрузку первой серии и каждую загрузку второй серии подвергали встряхиванию в емкости таким образом, чтобы загрузка и подвижные тела совершали движение во всех направлениях пространства.
После обработки в течение около 120 минут из емкости отобрали гранулированный материал, состоявший преимущественно из оксидов урана со следующими свойствами:
- средняя плотность в неуплотненном состоянии: около 2,2 г/см3,
- средняя плотность в уплотненном состоянии: около 2,9 г/см3,
- средняя сыпучесть: около 57 г/с.
Частицы восьми загрузок каждой серии гомогенизировали в смесителе для достижения одинаковых свойств (в частности, для получения указанных выше показателей плотности и сыпучести).
Для гомогенизации загрузок каждой из двух серий в смеситель с вращающейся емкостью, обычно применяемый на предприятиях, выпускающих таблетки ядерного топлива, ввели восемь загрузок дисперсного материала, после чего емкость привели во вращение.
Предпочтительно, чтобы емкость смесителя была выполнена двухконусной формы. Такая емкость, называемая двойным конусом, применяется обычно на заводах, производящих ядерное топливо.
Применили двойной конус вместимостью не менее 80 кг, в который ввели восемь загрузок каждой из серий, затем двойной конус привели во вращение длительностью около 5 минут для получения однородного дисперсного материала со средними характеристиками, указанного выше.
Совершенно очевидно, что в случае промышленного применения изобретения и при использовании перемешивающей емкости с подвижными телами, имеющей достаточную вместимость (например, 80 кг), перемешивание смеси исходных порошков можно вести за одну операцию и получить однородную массу дисперсного материала без последующей гомогенизации в двойном конусе.
Однако двойной конус применяется как после гомогенизации загрузок, так и после смешивания порошков в емкости большой вместимости для приготовления смеси из смазывающего вещества и дисперсного материала.
В том случае когда двойной конус применяется для гомогенизации загрузок, то в гомогенизированную загрузку в двойном конусе добавляют смазывающее вещество, а если всю массу дисперсного материала получают за одну операцию, то его переводят в двойной конус и добавляют смазывающее вещество.
Так, например, в дисперсный материал добавляют 0,25% мас. этиленбистеарамида. Производят смешивание смазывающего вещества с дисперсным материалом путем вращения емкости двойного конуса в течение около 1 мин 30 с.
Этиленбистеарамид в качестве смазывающего вещества применяется преимущественно в виде коммерческого продукта CIREC фирмы HOECHST, который обладает гранулометрическим составом, необходимым для обеспечения оптимальной смазки.
Однако смешивание при использовании подвижных тел, обеспечивающих взаимодействие и «жесткое» смешивание присутствующих веществ, приводит к уменьшению или нарушению смазывающего эффекта вещества, добавленного в качестве смазки.
Следовательно, для обеспечения оптимальных условий для смазки может оказаться необходимым проведение «щадящего» смешивания частиц и смазывающего вещества в смесителе типа двойного конуса.
Недостаточная степень смазывания проявляется через увеличение усилий прессования и заеданий вследствие трения частиц при прессовании.
Полученный дисперсный материал является гомогенизированным и содержит смазку при плотности около 2,4 г/см3 в неуплотненном состоянии и около 2,9 г/см3 в уплотненном состоянии, сыпучесть дисперсного материала составляет около 80 г/с.
Обе загрузки дисперсного материала из смесей, отличавшихся только количеством порообразующего материала (оксалата аммония) в исходной смеси, имели одинаковые свойства, их ввели последовательно в таблетировочную машину для прессования дисперсного материала и получения сырых таблеток.
Прочностные показатели сырых таблеток были удовлетворительными.
Сырые таблетки, полученные из первой загрузки (содержавшей 0,55% порообразователя) имели плотность 6,3 г/см3, а сырые таблетки, изготовленные из второй загрузки (содержавшей 0,47% порообразователя) - плотность 5,8 г/см3.
Добавка порообразователя позволяет получить требуемую плотность после спекания (95%).
В обоих случаях смазывающее вещество было равномерно распределено в дисперсном материале. В процессе прессования заеданий отмечено не было.
Встряхивание смеси порошков в присутствии подвижных тел позволяет получить дисперсный материал, плотность которого в неуплотненном состоянии и в уплотненном состоянии существенно превосходит плотность исходного порошка, состоящего в основном из оксида урана UO2, полученного способом сухой конверсии гексафторида урана UF6.
Смешивание со смазывающим веществом позволило очень незначительно увеличить плотность (по меньшей мере, в неуплотненном состоянии) и существенно увеличить сыпучесть дисперсного материала.
Пример 2
В емкость с подвижными телами из глинозема загрузили 5 кг порошка диоксида урана UO2, полученного сухим способом, плотностью 0,9 г/см3, этот порошок, полученный непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, не обладал сыпучестью через отверстие размером 15 мм. В загрузку из порошка UO2 не вводили ни порообразователь, ни смазывающее вещество, обработка проводилась приведением в колебательные движения емкости с загрузкой.
Отбор дисперсного материала производился во время его обработки через 10, 15, 30, 60 и 120 минут соответственно, длительность обработки составила 120 минут.
Определили показатели плотности и сыпучести дисперсного материала просеиванием, как указано выше, результаты приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||
| Опыт №2 | Характер заполнения: 20 кг измельченного глинозема (11×13 мм) | |||||||
| Длительность обработки | мин | 0 | 10 | 15 | 30 | 60 | 120 | |
| Плотность | в неуплотненном состоянии | г/см3 | 0,9 | 1,3 | 1,3 | 1,5 | 1,8 | 2,1 |
| в уплотненном состоянии | г/см3 | 1,6 | 1,9 | 1,9 | 2,1 | 2,4 | 2,6 | |
| Сыпучесть | конус 15 мм | г/с | 0 | 0 | 42 | 58 | 66 | 79 |
Плотность в неуплотненном состоянии изменилась с 0,9 до 2,1 г/см3 в течение двух часов обработки. Сыпучесть резко возросла через 15 минут обработки и в конце обработки составила 79 г/с.
Как и раньше, прессование дисперсного материала, полученного в конце обработки, проводили в матрицах для изготовления сырых таблеток. Для проведения этой операции с частицами смешали смазывающее вещество для облегчения прессования и получения сырых таблеток. (Перед прессованием при необходимости в дисперсный материал добавляется порообразующее вещество для задания требуемой плотности спеченных таблеток).
Пример 3
| Таблица 2 | ||||||||
| Опыт № 3 | Тип заполнения: 20 кг измельченного глинозема (11×13 мм) | |||||||
| Длительность обработки | мин. | 0 | 60 | |||||
| Плотность | в неуплотненном состоянии | г/см3 | 1,1 | 2,1 | ||||
| в уплотненном состоянии | г/см3 | 1,8 | 2,6 | |||||
| Сыпучесть | конус 15 мм | г/с | 0 | 65 | ||||
В емкость с уплотняющими телами цилиндрической формы загрузили 4 кг порошка оксида урана UO2, полученного сухим способом, с плотностью 0,8 г/см3, причем этот порошок не обладал сыпучестью через отверстие размером 15 мм, затем загрузили 2 кг смеси оксидов урана с содержанием 25% оксида гадолиния (Gd2O3) и 36 г порообразователя в виде органического вещества. Через час обработку прекратили, порошок, состоявший из смеси урана и оксида гадолиния и имевший плотность 1,1 г/см3 перед началом обработки, после обработки в течение одного часа имел плотность 2,1 г/см3. Этот порошок обладал хорошей сыпучестью, составившей 65 г/с.
В порошок добавили 18 г смазывающего вещества из стеарата цинка. Затем дисперсный материал, смешанный со смазывающим веществом, непосредственно прессовали с получением сырых таблеток, спекавшихся затем обычным способом.
Сравнительный пример
Порошок из оксида урана UO2, полученный непосредственно способом сухой конверсии, с плотностью в неуплотненном состоянии 0,85 г/см3 ввели в ножевую дробилку типа, применяемого для обработки порошков в цехах для проведения конверсии с применением известного из уровня техники способа.
После обработки в ножевой дробилке плотность порошка не изменилась, а даже несколько снизилась и составила 0,8 г/см3. Сыпучесть порошка, которая в начале была нулевой, после обработки в ножевой дробилке сохранилась прежней.
Следовательно, примеры осуществления изобретения показывают, что способ согласно изобретению, проводимый во встряхиваемой емкости с подвижными телами, предпочтительно со свободно подвижными телами, позволяет существенно увеличить плотность порошка, полученного способом сухой конверсии, и достичь значения, близкого или несколько превышающего 2 г/см3. Кроме того, при обработке получают дисперсный материал с очень хорошей сыпучестью, из которого легко формуются сырые таблетки обычными способами.
Спеченные таблетки обладают свойствами, которые присущи топливным таблеткам, изготовленным способами согласно уровню техники.
Кроме того, проведенные тесты показали, что в порошки оксидов урана, полученные сухим способом, можно вводить добавки либо до начала обработки, либо во время обработки, либо в конце обработки в емкости. Как правило, необходимо, чтобы в случае применения органических порообразующих веществ, в емкость для обработки порообразователь вводился в количестве более 0,1% мас. вместе с оксидом урана, но в любом случае в количестве более 0,01% мас. По каждой добавке или любому другому веществу, обладающему собственным порообразующим эффектом, и при знании требуемой конечной плотности и плотности после спекания матрицы без добавок рассчитывают вводимое количество добавок и порообразователя для достижения требуемой плотности после спекания. Способ согласно изобретению, содержащий только один этап (или не более двух этапов, если принять во внимание этап смазывания «щадящей» смесью) перевода порошка оксида урана, полученного способом сухой конверсии гексафторида урана, в дисперсный материал, который может использоваться для получения сырых таблеток, вместо семи этапов в способе согласно уровню техники, позволяет существенно упростить методику и оборудование для получения ядерного топлива.
Смесь из смазывающего вещества и дисперного материала можно получать с помощью устройств иных, чем смеситель двухконусного типа; такие устройства должны обеспечивать «щадящее» смешивание, при котором не происходит разрушения смазывающего вещества.
Изобретение может применяться для изготовления топливных таблеток самого разного состава.
В случае изготовления топливных таблеток МОХ с содержанием оксидов урана (главным образом UO2) и плутония PuO2 оксид плутония может вводиться в смесь перед обработкой встряхиванием с применением подвижных тел или в дисперсный материал, полученный смешиванием в емкости дробилки. Оксид плутония в виде порошка может быть смешан с дисперсным материалом в смесителе для порошков.
Может применяться одно или несколько смазывающих веществ, выбранных из большого количества веществ, которые могут добавляться в дисперсный материал перед формованием сырых таблеток. В частности, смазывающими веществами могут служить этиленбистеарамид или дистеарат алюминия.
Claims (17)
1. Способ получения таблеток ядерного топлива спеканием материала с содержанием диоксида урана UO2, полученного из порошка, приготовленного способом конверсии гексафторида урана UF6, отличающийся тем, что в емкость с подвижными телами для уплотнения и смешивания вводят порошок, полученный непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6,, и производят встряхивание емкости таким образом, чтобы порошок перемещался в пространстве емкости по трем некомпланарным осям для своего уплотнения между подвижными телами и между подвижными телами и стенкой емкости до образования дисперсного материала с плотностью в неуплотненном состоянии менее 1,7 г/см3, и что дисперсный материал, полученный смешиванием в емкости, применяют для формования сырых таблеток, подвергаемых затем спеканию.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что емкость подвергают трехмерным колебательным движениям.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что введенный в емкость порошок получают способом сухой конверсии с плотностью менее 1 г/см3 и что плотность дисперсного материала в неуплотненном состоянии, полученного смешиванием в емкости, составляет около 2 г/см3.
4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что порошок, полученный непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, имеет плотность менее 1 г/см3 и нулевую сыпучесть, определяемую стандартным тестом на прохождение через отверстие размером 15 мм, и что дисперсный материал, полученный смешиванием в емкости, обладает сыпучестью более 10 г/с после нескольких минут смешивания в емкости.
5. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что встряхивание емкости с подвижными телами и порошком, полученным непосредственно конверсией гексафторида урана UF6, проводят в течение от 1 до 600 мин.
6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что подвижные тела для уплотнения и смешивания в емкости представляют собой свободные тела любой простой геометрической формы с незначительно шероховатой поверхностью.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что подвижные тела имеют цилиндрическую форму.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что подвижные тела имеют форму практически сферических шариков.
9. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что подвижные тела выполнены из одного из следующих материалов: спеченный глинозем Al2O3, спеченный оксид урана, спеченный оксид чистого или легированного циркония, карбид вольфрама, стали, металлический уран или уран-титановый сплав.
10. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что перед встряхиванием емкости в нее вводят вместе с порошком оксида урана UO2, полученным непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, по меньшей мере, одну добавку в виде, по меньшей мере, одного порообразователя в количестве не менее 0,01 мас.%.
11. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в емкость вводят вместе с порошком диоксида урана UO2, полученным непосредственно способом конверсии гексафторида урана UF6, по меньшей мере, одну добавку.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что добавку вводят в емкость перед встряхиванием емкости.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что добавку вводят в емкость во время встряхивания этой емкости.
14. Способ по п.11, отличающийся тем, что добавкой является, по меньшей мере, одно из следующих веществ: оксид урана U3O8, оксид урана U3О7, оксид плутония PuO2, оксид тория ThO2, оксид гадолиния Gd2О3, порообразующее вещество, смазывающее вещество, присадки для спекания.
15. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для получения таблеток смешанного топлива из оксида урана и оксида плутония (МОХ) емкость располагают в замкнутой камере типа перчаточного бокса и что порошки оксида урана, оксида плутония и добавок вводят в емкость по команде, подаваемой с наружной стороны замкнутой камеры.
16. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что перед формованием сырых таблеток прессованием дисперсного материала, полученного смешиванием в емкости, в дисперсный материал вводят смазывающее вещество и проводят щадящее смешивание дисперсного материала и смазывающего вещества для распределения последнего по частицам дисперсного материала.
17. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что дисперсный материал с содержанием преимущественно оксида урана UO2, полученный смешиванием порошка, приготовленного конверсией, смешивают с помощью подвижных тел с порошком оксида плутония PuO2 перед формованием сырых таблеток для получения топлива МОХ.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0312687A FR2861888B1 (fr) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire |
| FR0312687 | 2003-10-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006118339A RU2006118339A (ru) | 2007-12-10 |
| RU2335815C2 true RU2335815C2 (ru) | 2008-10-10 |
Family
ID=34429737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006118339/06A RU2335815C2 (ru) | 2003-10-29 | 2004-10-25 | Способ получения таблеток ядерного топлива |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070284766A1 (ru) |
| EP (1) | EP1678724B1 (ru) |
| JP (1) | JP5106857B2 (ru) |
| KR (1) | KR101117085B1 (ru) |
| CN (1) | CN1886805B (ru) |
| ES (1) | ES2394796T3 (ru) |
| FR (1) | FR2861888B1 (ru) |
| RU (1) | RU2335815C2 (ru) |
| WO (1) | WO2005045848A2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546971C2 (ru) * | 2009-12-04 | 2015-04-10 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Топливный стержень и способ изготовления таблеток для такого стержня |
| RU2713619C1 (ru) * | 2016-12-29 | 2020-02-05 | Акционерное Общество "Твэл" | Таблетка ядерного топлива и способ её получения |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2894954B1 (fr) * | 2005-12-19 | 2008-02-15 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'une matiere particulaire et matiere particulaire susceptible d'etre obtenue par ledit procede. |
| FR2895137B1 (fr) | 2005-12-19 | 2008-02-15 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un materiau dense pour combustible nucleaire et produit susceptible d'etre obtenu par ce procede. |
| EP1909294A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-09 | The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission | High burn-up nuclear fuel pellets |
| WO2010071642A1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-06-24 | Exxonmobil Chemical Patents, Inc. | Stabilized dynamically vulcanized thermoplastic elastomer compositions useful in fluid barrier applications |
| FR2949598B1 (fr) * | 2009-09-02 | 2013-03-29 | Commissariat Energie Atomique | Procede de preparation d'un combustible nucleaire poreux a base d'au moins un actinide mineur |
| US9941025B2 (en) * | 2011-04-08 | 2018-04-10 | Terrapower, Llc | Nuclear fuel and method of fabricating the same |
| CN102280152A (zh) * | 2011-05-12 | 2011-12-14 | 清华大学 | 制备二氧化铀陶瓷燃料微球的方法 |
| CN102360200B (zh) * | 2011-06-03 | 2013-05-08 | 清华大学 | 用于生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制系统及方法 |
| RU2504032C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ изготовления керамических топливных таблеток с выгорающим поглотителем для ядерных реакторов |
| RU2502141C1 (ru) * | 2012-11-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Уран-гадолиниевое ядерное топливо и способ его получения |
| CN107837761A (zh) * | 2016-09-20 | 2018-03-27 | 中核四〇四有限公司 | 一种mox粉末滚动球化方法 |
| RU2669578C1 (ru) * | 2017-11-10 | 2018-10-12 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Устройство контроля и поддержания равномерности движения пресс-порошка ядерного топлива при его засыпке в устройство прессования топливных таблеток |
| CN108213418A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-29 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种铀铝合金靶件芯坯制备方法 |
| RU2672256C1 (ru) * | 2018-01-15 | 2018-11-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Таблетка для изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора на быстрых нейтронах |
| KR102156808B1 (ko) * | 2018-11-06 | 2020-09-16 | 한국원자력연구원 | 입자형 핵연료봉의 제조방법 및 이로부터 제조된 입자형 핵연료봉 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE592293A (ru) * | 1959-06-26 | |||
| US3579311A (en) * | 1968-04-25 | 1971-05-18 | Gen Electric | Process and apparatus for producing uo2 powder |
| US3670970A (en) * | 1970-10-19 | 1972-06-20 | Andrew Szegvari | Method and apparatus for comminuting and reacting solids |
| GB1461264A (ru) * | 1973-01-12 | 1977-01-13 | ||
| GB2004256B (en) * | 1977-09-16 | 1982-01-20 | Alkem Gmbh | Process for the production of uo2/puo2 nuclear fuels |
| GB2023111B (en) * | 1978-05-26 | 1982-12-22 | Atomic Energy Authority Uk | Preparation of shaped bodies |
| US4284593A (en) * | 1978-05-26 | 1981-08-18 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Preparation of shaped bodies |
| JPS55104791A (en) * | 1979-02-06 | 1980-08-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | Nuclear fuel element |
| US4522769A (en) * | 1982-08-24 | 1985-06-11 | General Electric Company | Method for the manufacture of nuclear fuel products |
| GB8406208D0 (en) * | 1984-03-09 | 1984-05-10 | British Nuclear Fuels Plc | Fabrication of nuclear fuel pellets |
| US4552769A (en) * | 1985-04-01 | 1985-11-12 | Nestec S.A. | Cold soluble tea |
| JPS61286225A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-16 | Mitsubishi Metal Corp | 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 |
| JPH0653572B2 (ja) * | 1986-05-27 | 1994-07-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 六フツ化ウランから二酸化ウランを製造する方法 |
| FR2599883B1 (fr) * | 1986-06-10 | 1990-08-10 | Franco Belge Fabric Combustibl | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde d'uranium |
| DE3807658A1 (de) * | 1988-03-09 | 1989-09-21 | Zimmermann Wolfgang | Der sto-mischer |
| GB9410782D0 (en) * | 1994-05-28 | 1994-07-27 | British Nuclear Fuels Plc | The reaction of gases |
| FR2738076B1 (fr) * | 1995-08-25 | 1997-09-26 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde mixte (u, pu)o2 avec addition d'un produit organique soufre |
| FR2787184B1 (fr) * | 1998-12-15 | 2001-01-19 | Cogema | Procede de controle de perpendicularite d'une piece cylindrique, telle qu'une pastille de combustible nucleaire |
| FR2807199B1 (fr) * | 2000-04-04 | 2002-08-23 | Franco Belge Combustibles | Procede de fabrication de granules de materiau combustible nucleaire |
| DE10115015C1 (de) * | 2001-03-27 | 2003-05-15 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kernbrennstoff-Sinterkörpers |
| DE10138874A1 (de) * | 2001-08-08 | 2003-03-06 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Mischoxid-Kernbrennstoff-Pulvers und eines Mischoxid-Kernbrennstoff-Sinterkörpers |
| US20060188053A1 (en) * | 2002-12-24 | 2006-08-24 | Alain Vandergheynst | Method and device for loading nuclear fuel pellets |
-
2003
- 2003-10-29 FR FR0312687A patent/FR2861888B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-10-25 CN CN200480034896XA patent/CN1886805B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-25 EP EP04805298A patent/EP1678724B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2004-10-25 ES ES04805298T patent/ES2394796T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-10-25 RU RU2006118339/06A patent/RU2335815C2/ru active
- 2004-10-25 KR KR1020067010504A patent/KR101117085B1/ko active IP Right Grant
- 2004-10-25 JP JP2006537352A patent/JP5106857B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-25 WO PCT/FR2004/002739 patent/WO2005045848A2/fr active Application Filing
- 2004-10-25 US US10/577,748 patent/US20070284766A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546971C2 (ru) * | 2009-12-04 | 2015-04-10 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Топливный стержень и способ изготовления таблеток для такого стержня |
| RU2713619C1 (ru) * | 2016-12-29 | 2020-02-05 | Акционерное Общество "Твэл" | Таблетка ядерного топлива и способ её получения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006118339A (ru) | 2007-12-10 |
| JP2007514138A (ja) | 2007-05-31 |
| WO2005045848A2 (fr) | 2005-05-19 |
| EP1678724B1 (fr) | 2012-09-26 |
| FR2861888A1 (fr) | 2005-05-06 |
| KR101117085B1 (ko) | 2012-02-22 |
| FR2861888B1 (fr) | 2008-02-29 |
| ES2394796T3 (es) | 2013-02-05 |
| KR20060103905A (ko) | 2006-10-04 |
| WO2005045848A3 (fr) | 2005-10-13 |
| CN1886805A (zh) | 2006-12-27 |
| JP5106857B2 (ja) | 2012-12-26 |
| EP1678724A2 (fr) | 2006-07-12 |
| CN1886805B (zh) | 2010-11-24 |
| US20070284766A1 (en) | 2007-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2335815C2 (ru) | Способ получения таблеток ядерного топлива | |
| US3042594A (en) | Vibration compaction | |
| US3263004A (en) | Process of making a sintered, homogeneous dispersion of nuclear fuel and burnable poison | |
| DE69915509T2 (de) | Herstellung eines fliessfähigen urandioxids durch atomisationstrocknen und mittels trockenumsetzung von uf6 | |
| US4643873A (en) | Fabrication of nuclear fuel pellets | |
| JP2761225B2 (ja) | 混合酸化物（Ｕ，Ｐｕ）Ｏ▲下２▼ベースの核燃料ペレットの製造方法 | |
| JP2004538475A (ja) | 混合酸化物核燃料粉末及び混合酸化物核燃料焼結体の製造方法 | |
| US7992811B2 (en) | Process for the manufacture of a particulate material and particulate material obtained by this process | |
| US7919023B2 (en) | Process for the manufacture of a dense nuclear fuel material | |
| JPS5895617A (ja) | 酸化ウランの粒度を増大させる方法 | |
| PL113721B1 (en) | Method of manufacturing steel powders of high apparent density | |
| JPS6348033B2 (ru) | ||
| MacLeod et al. | Development of mixed-oxide fuel manufacture in the United Kingdom and the influence of fuel characteristics on irradiation performance | |
| EP0277708A2 (en) | Pellet fabrication | |
| RU2569928C2 (ru) | Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов | |
| RU2358342C2 (ru) | Способ изготовления таблеток ядерного топлива | |
| RU2750780C1 (ru) | Способ изготовления уран-гадолиниевого ядерного топлива | |
| RU2165651C1 (ru) | Способ изготовления таблеток ядерного топлива | |
| Johnson | Compaction of AWBA fuel pellets without binders (AWBA Development Program) | |
| RU2303300C2 (ru) | Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов | |
| JPS6341510B2 (ru) | ||
| WO2002052578A1 (fr) | Procede de fabrication d'un combustible nucleaire homogene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140311 |