SE448328B - PROCEDURE FOR PREPARING A NUCLEAR FUEL WITH ANNUAL LAYER AND NUCLEAR FUEL PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE - Google Patents

PROCEDURE FOR PREPARING A NUCLEAR FUEL WITH ANNUAL LAYER AND NUCLEAR FUEL PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE

Info

Publication number
SE448328B
SE448328B SE8203044A SE8203044A SE448328B SE 448328 B SE448328 B SE 448328B SE 8203044 A SE8203044 A SE 8203044A SE 8203044 A SE8203044 A SE 8203044A SE 448328 B SE448328 B SE 448328B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
central
nuclear fuel
outer part
batches
procedure
Prior art date
Application number
SE8203044A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8203044L (en
Inventor
G G Butler
Original Assignee
British Nuclear Fuels Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British Nuclear Fuels Plc filed Critical British Nuclear Fuels Plc
Publication of SE8203044L publication Critical patent/SE8203044L/en
Publication of SE448328B publication Critical patent/SE448328B/en

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
    • G21C3/623—Oxide fuels
    • 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)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Description

" sintringen, 448 328 som omfattar att man använder två satser av pulverformigt kärn- bränslematerial; som skiljer sig åt beträffande isotopisk anrik- ning, att man formar satserna till ämnen för den centrala resp; den yttre delen, att man sammanför ämnena och pressar det samman- satta materialet för bildning av en sammansatt presskropp och att man sintrar den sammansatta presskroppen, varvid förfarandet kännetecknas av att satserna av kärnbränslematerial är i granule- rad form och är kombinerbara med varandra med avseende på kemis- ka och värmeutvidgningsegenskaper, att ämnena till den cengrala _ resp. den yttre delen formas genom pressning av vardera av de gra- nulerade satserna vid lägre tryck än som användes vid pressning av den sammansatta presskroppen och att ämnena till den centrala och den yttre delen är väsentligen keramiskt identiska till så- dan utsträckning, att de kommer att krympa i samma grad och vid ungefär samma hastignet under sintringi Z Uppfinningen avser även en kärnbränslekuts med ringformiga skikt, vilken framställts genom förfarandet enligt uppfinningen. "sintering, 448 328 which involves the use of two batches of powdered nuclear fuel material; which differs in isotopic enrichment, that the batches are formed into blanks for the central and the outer part; the composite material for forming a composite compact and sintering the composite compact, the process being characterized in that the batches of nuclear fuel material are in granular form and are compatible with each other with respect to chemical and thermal expansion properties, that the blanks for the composite the central part or the outer part is formed by pressing each of the granulated batches at a lower pressure than that used for pressing the composite body and that the blanks for the central and the outer part are substantially ceramic identical to such an extent, that the invention will also shrink to the same degree and at approximately the same speed during sintering. annular fuel pellet, which is produced by the process according to the invention.

Både oxider och karbider anses vara lämpliga eldfasta material för användning i kärnbränslekutsar och kan användas i föreliggan- de uppfinning; Emellertid underförstås att vid val av eldfast ma-I terial för användning i uppfinningen måste normala försiktignets- åtgärder iakttagas genom användning av eldfasta pulver med lik- nande aktivitet för de två delarna, samt att_ in a) de två delarna skall vara kemiskt kombinerbara med varandra och med sintringsatmosfären, b) värmeutvidgningskännetecknen för de två delarna skall vara kombinerbara, " f ' f f c) ingendera delen skall genomgå en fasförändring, som förorsa- kar en volymändring inom det temperaturområde, som råder under d) de två delarna skall vara keramiskt identiska till sådan ut-d sträckning, att de kommer att krympa med samma mängd och vid un-, gefär samma hastighet under sintring.Both oxides and carbides are considered suitable refractories for use in nuclear fuel pellets and can be used in the present invention; However, it is understood that in selecting refractory materials for use in the invention, normal precautions must be taken by using refractory powders having similar activity for the two parts, and that in a) the two parts must be chemically compatible with each other. and with the sintering atmosphere, b) the thermal expansion characteristics of the two parts shall be compatible, "f 'ffc) neither part shall undergo a phase change which causes a volume change within the temperature range prevailing under d) the two parts shall be ceramic identical to such an extension that they will shrink at the same amount and at about the same speed during sintering.

'Det föredragna eldfasta materialet utgöres av urandioxid, var- till kan sättas andra material för att underlätta sintring, för- bättra kornstorlek/tillväxt eller ge porer med reglerad densitet¿ \ 53% ._>l-^ 3 samt tillsatser, som_ger kärnkännetecken, t.ex. plutoniumdioxid.' Fördelar med kutsar med ringformiga skikt, vari delarna är sam- manbundna i enlighet med föreliggande uppfinning, utgör den kla- 'ra uppdelningen mellan delarna, de fixerade positionerna för de- larna i förhållande till varandra och det.fullständiga utnyttjan- _det av det tillgängliga utrymmet för bränslekutsarna.The preferred refractory material is uranium dioxide, to which other materials may be added to facilitate sintering, improve grain size / growth or to give pores of controlled density ¿53% ._> l- ^ 3 as well as additives which give core characteristics, for example plutonium dioxide. ' Advantages of annular layered cushions in which the parts are bonded together in accordance with the present invention constitute the clear division between the parts, the fixed positions of the parts relative to each other and the full utilization of the available the space for the fuel pellets.

I ett föredraget exempel på utförande av uppfinningen användes två satser av urandioxidpulver med 3,52% anrikning och 0,387% anrikning; Det 3,52% anrikade pulvret blandades med tillräcklig. mängd flyktig porbildande tillsats för sänkning av den slutliga' sintrade-densiteten för kutsen, som framställts med denna oxid, med 5%. Ingen tillsats gjordes till den 0,387% anrikade oxiden.In a preferred example of carrying out the invention, two batches of uranium dioxide powder with 3.52% enrichment and 0.387% enrichment were used; The 3.52% enriched powder was mixed with sufficient. amount of volatile pore-forming additive to lower the final sintered density of the pellet produced with this oxide by 5%. No addition was made to the 0.387% enriched oxide.

Pulvren komprimerades separat vid 0,75 te/cm2 och granulerades genom en sikt med storleken 120Ö mikrometer. 0,2% zinkstearat till- sattes såsom Smörjmedel till båda kornsatserna som därefter pres- 2 för bildning av en central del och sades i formar vid 1,5 te/cm en ringformig del till kutsar med en densitet av 4,9-5,2 g per cmz, varvid det 3,52% anrikade materialet användes för den yttre ringformiga delen och det O,387% anrikade materialet för den cent- rala delen. De yttre ringformade delarna pressades i en form med en avlägsningsbar karnstav, som uttogs efter pressning, varvid erhölls ett hål. En central del infördes i hålet i vardera yttre del och en stamp med plan överdel användes för pressning av de_ sammansatta delarna till en slutlig osintrad densitet av 5,6-5,8 g/cmz med användning av ett tryck av 4 te/cmz. Det sammansatta Z vkomprimerade materialet sintrades därefter i ca 5 timmar vid ï1700OC; Detta gav sammanhängande kutsar med en total densitet in- om området 95,2-95,6% av den teoretiska, varvid den ringformiga _ delen och den centrala delen hade en densitet av 98,7 resp. 93,7%.The powders were compressed separately at 0.75 tea / cm 2 and granulated through a 120Ö micrometer sieve. 0.2% zinc stearate was added as a lubricant to both batches which were then pressed to form a central portion and added in molds at 1.5 teas / cm an annular portion to pellets with a density of 4.9-5. 2 g per cm 2, using the 3.52% enriched material for the outer annular portion and the 38.87% enriched material for the central portion. The outer annular portions were pressed into a mold with a removable core rod, which was removed after pressing, whereby a hole was obtained. A central portion was inserted into the hole in each outer portion and a flat top stamp was used to press the composite portions to a final unsintered density of 5.6-5.8 g / cm 2 using a pressure of 4 teas / cm 2. The composite Z 2 compressed material was then sintered for about 5 hours at 170 ° C; This gave contiguous pellets with a total density within the range 95.2-95.6% of the theoretical, the annular part and the central part having a density of 98.7 and 9, respectively. 93.7%.

Kutsar med ringformiga skikt med ett centralt hål kan framställas på liknande sätt med användning av en form med fast stavformig 'kärna för pressning av de sammansatta centrala och yttre rinqfor- miga delarna.Arches with annular layers with a central hole can be made in a similar manner using a solid rod-shaped mold for pressing the composite central and outer annular members.

Claims (1)

1. 44saz2a :gitarren a 1. Förfarande för framställning av en karnbränslekuts med rinqformiga skikt; vilken nuvndsakligen består av en central' del och en yttre ringformig del. som omdiver den centrala de- len. vilket omfattar att man använder två satser av pulverfor- migt kärnbränslematerial, sam skiljer sig åt beträffande ísoto- pisk anrikníng, att man formar satserna till ämnen för den centrala resa. den vttre delen; att man sammanför ämnena och pressar det sammansatta materialet för bildning av en samman» satt presskropvz ocn att man sintrar den sammansatta presskrope pen: eklä nen e t e cdk n a t av att satserna av kärnbränsle- material är i granulerad form och är kombinerhara med varandra med avseende på kemiska och vârmeutvidgningsegenskaper. att äm-'* nena till den centrala resp; den yttre delen formas genom 7 pressníng av vardera av de granulerade satserna vid lägre tryck än som användes vid pressning av den sammansatta presskroppen och att_ämnena till den centrala och den yttre delen är väsent» liqen keramiskt identiska.till sådan utsträckning. att de kom~ mer att krympa i samma grad och vid ungefär samma hastighet un~ der sintrínq. f, 2f Förfarande enligt krav l. k ä n n e t e c k-n a t av att samma kärnbränslematerial användes i båda satserna. 3.' Förfarande enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a t av att det Qranulerade kärnbrânslemateríalet i båda satserna har sik- tats genom samma siktstorlek. Ä. Förfarande enlidt något av krav 1-3, ,k ä n n e t e c k ~ 1 nea t av att en flyktig porbildare tillsättes till satsen för bildning av ämnet för den yttre delen för sänkning av den slut- liga densiteten för den yttre delen. 5. Förfarande enligt.krav 4. k ä n n~e t e c k n a t av att "11 1,1: all* 5 l 448 528 mängden tillsatt flyktig porbildare är sådan att den slutliga densíteten för den yttre delen sänkes med ca 5%. 6lg Förfarande enligt något av krav l~5. k ä n n e t e c k - n a t _av att den centrala och den yttre delen vardera omfattar urandíoxíd.'r 7. Förfarande enlígt_något av krav l»6, k ä n n e t e c k ~ n a t av att plntonínmdíoxid är närvarande i åtminstone den ena av den centrala och den Yttre delen. 8. -Förfarande enligt krav 1. 'k ä n n e t e c k n a t av att man använder urandioxid innehållande en tillsats, som ger kärn- _kännetecken. 9. Förfarande enligt-något av krav 1-8. k ä n n e t e c k ~ n'a t av att den centrala delen har ríngform för bildning av en rínqformig kärnbränslekuts med flera ringformíga skikt. lo. Kärnbränslekuts med ríngformíga skikt. k ä n n e ~ t e c_k n a t av att den är framställd enligt något av krav 1-9. d1. 44saz2a: the guitar a 1. A process for producing a nuclear fuel pellet with annular layers; which essentially consists of a central 'part and an outer annular part. which surrounds the central part. which includes the use of two batches of powdered nuclear fuel material, differing in isotopic enrichment, the formation of the batches into substances for the central journey. the outer part; that the blanks are combined and pressed the composite material to form a composite compression body and that the composite compression body is sintered: chemical and thermal expansion properties. that the subjects to the central resp; the outer part is formed by pressing each of the granulated batches at a lower pressure than that used in pressing the composite compression body and that the blanks of the central and the outer part are substantially ceramic identical to such an extent. that they will shrink to the same degree and at about the same speed during sintering. f, 2f Process according to claim 1, characterized in that the same nuclear fuel material is used in both batches. 3. ' Process according to Claim 2, characterized in that the granulated nuclear fuel material in both batches has been sieved through the same sieve size. A method according to any one of claims 1-3, characterized in that a volatile pore former is added to the batch to form the blank for the outer part for lowering the final density of the outer part. Process according to Claim 4, characterized in that the amount of volatile pore former added is such that the final density of the outer part is reduced by about 5%. one of claims 1 to 5, characterized in that the central and the outer part each comprise uranium dioxide. 7. Process according to any one of claims 1, 6, characterized in that carbon dioxide is present in at least one of the central and the outer part 8. A method according to claim 1, characterized in that uranium dioxide containing an additive is used, which gives core characteristics 9. A method according to any one of claims 1-8. Because the central part has a ring shape for forming a ring-shaped nuclear fuel tank with several annular layers, it may be known that it is manufactured according to any one of claims 1-9. d
SE8203044A 1981-05-19 1982-05-14 PROCEDURE FOR PREPARING A NUCLEAR FUEL WITH ANNUAL LAYER AND NUCLEAR FUEL PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE SE448328B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8115360 1981-05-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8203044L SE8203044L (en) 1982-11-20
SE448328B true SE448328B (en) 1987-02-09

Family

ID=10521911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8203044A SE448328B (en) 1981-05-19 1982-05-14 PROCEDURE FOR PREPARING A NUCLEAR FUEL WITH ANNUAL LAYER AND NUCLEAR FUEL PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS5832194A (en)
AU (1) AU548688B2 (en)
BE (1) BE893238A (en)
DE (1) DE3218779A1 (en)
ES (1) ES8402973A1 (en)
FR (1) FR2506497B1 (en)
IT (1) IT1157012B (en)
SE (1) SE448328B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8406208D0 (en) * 1984-03-09 1984-05-10 British Nuclear Fuels Plc Fabrication of nuclear fuel pellets
DE19846019C1 (en) * 1998-10-06 2000-04-13 Siemens Ag Fuel tablet with layer structure
DE19912824A1 (en) * 1999-03-22 2000-09-28 Siemens Ag Fuel element used for a nuclear reactor consists of fuel rods filled with pellets of partially splittable material

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB831679A (en) * 1957-05-21 1960-03-30 Norton Grinding Wheel Co Ltd Ceramic nuclear fuel element
BE622326A (en) * 1961-09-11
GB1134746A (en) * 1964-12-14 1968-11-27 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to the manufacture of moulded bodies
FR1434251A (en) * 1965-02-22 1966-04-08 Commissariat Energie Atomique Improvements in sintered nuclear fuels, in particular uranium dioxide, and their preparation processes
GB1397014A (en) * 1972-04-13 1975-06-11 Atomic Energy Of Australia Fabrication process for nuclear fuel pellets

Also Published As

Publication number Publication date
ES512301A0 (en) 1984-03-01
DE3218779A1 (en) 1982-12-09
IT8267652A0 (en) 1982-05-18
FR2506497A1 (en) 1982-11-26
AU548688B2 (en) 1986-01-02
ES8402973A1 (en) 1984-03-01
SE8203044L (en) 1982-11-20
AU8377882A (en) 1983-11-24
JPH043515B2 (en) 1992-01-23
JPS5832194A (en) 1983-02-25
FR2506497B1 (en) 1985-12-20
BE893238A (en) 1982-11-18
IT1157012B (en) 1987-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69312985T2 (en) Ceramic articles and processes for the production of ceramic articles and for sintering
CA2661603C (en) Spherical fuel element and production thereof for gas-cooled high temperature pebble bed nuclear reactors (htr)
CA1188501A (en) Burnable neutron absorbers
DE2855785A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A Sintered SILICON NITRIDE ARTICLE
EP0034328A1 (en) Process for producing shaped bodies based on silicon carbide
KR101082060B1 (en) Method for the sintered annular nuclear fuel pellet
JPH0631759B2 (en) Nuclear fuel
EP0082370A1 (en) Method of producing dense silicon nitride ceramic articles having controlled surface layer composition
US4859385A (en) Method for making a furnace component
KR100855108B1 (en) Method of manufacturing u3o8 powder and method of manufacturing uo2 fuel pellets using the same
US3283040A (en) Method of forming a carbon body
SE448328B (en) PROCEDURE FOR PREPARING A NUCLEAR FUEL WITH ANNUAL LAYER AND NUCLEAR FUEL PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE
US4432915A (en) Method for producing nuclear fuel pellets, and product thereof
GB2098787A (en) Production of pellets for nuclear fuel elements
US4863657A (en) Method of making semi-conductor diffusion furnace components
JPH01136094A (en) Manufacture of ceramic nuclear fuel pellet
ES8609179A1 (en) Process for producing a sintered silicon carbide/carbon composite ceramic body having ultrafine grain microstructure.
KR20110089801A (en) Uranium dioxide fuel pellet including ni oxide and al oxide and the manufacturing method thereof
US3342562A (en) High density urania fuel elements
US4771021A (en) Semi-conductor diffusion furnace components
KR100982664B1 (en) Method for the sintered annular nuclear fuel pellet
KR101029616B1 (en) Rod-inserted sintering method for the annular nuclear fuel pellet
SE415216B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING SINTERED CERAMIC NUCLEAR FUEL EXCHANGE WITH REGULATED POROSITY
US3157523A (en) Manganese oxide ceramics and methods for their preparation
US3291869A (en) Nuclear fuel

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8203044-6

Effective date: 19931210

Format of ref document f/p: F