DE2115694A1 - Continuous process for the production of uranium oxides and uranium oxide-plutonium oxide spheres with controlled porosity - Google Patents

Continuous process for the production of uranium oxides and uranium oxide-plutonium oxide spheres with controlled porosity

Info

Publication number
DE2115694A1
DE2115694A1 DE19712115694 DE2115694A DE2115694A1 DE 2115694 A1 DE2115694 A1 DE 2115694A1 DE 19712115694 DE19712115694 DE 19712115694 DE 2115694 A DE2115694 A DE 2115694A DE 2115694 A1 DE2115694 A1 DE 2115694A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
uranium
temperature
oxide
production
porosity
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19712115694
Other languages
German (de)
Other versions
DE2115694C3 (en
DE2115694B2 (en
Inventor
Panayotis Dr.-Chem. Livorno; Neri Dino Dr.-Chem. Pisa; Renzoni Ruggero Dr.-Phys. Mailand; Gerontopoulos (Italien). P
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SnamProgetti SpA
Original Assignee
SnamProgetti SpA
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 SnamProgetti SpA filed Critical SnamProgetti SpA
Publication of DE2115694A1 publication Critical patent/DE2115694A1/en
Publication of DE2115694B2 publication Critical patent/DE2115694B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2115694C3 publication Critical patent/DE2115694C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/42Selection of substances for use as reactor fuel
    • G21C3/58Solid reactor fuel Pellets made of fissile material
    • G21C3/62Ceramic fuel
    • G21C3/623Oxide fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00Compounds of uranium
    • C01G43/01Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00Compounds of uranium
    • C01G43/01Oxides; Hydroxides
    • C01G43/025Uranium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G56/00Compounds of transuranic elements
    • C01G56/003Compounds comprising, besides transuranic elements, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G56/00Compounds of transuranic elements
    • C01G56/004Compounds of plutonium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/30Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32Spheres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10Solid density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity
    • C01P2006/82Compositional purity water content
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

Gase 368Gases 368

SNAM PR05BTTI S.p.Ä. Mailand, ItalienSNAM PR05BTTI SpÄ. Milan, Italy

Kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Oxyden des Urans sowie Uranoxyd-PlutoniumoxydkÜgelche^mit gesteuerter PorositätContinuous process for the production of oxides of uranium and uranium oxide-plutonium oxide spheres ^ with controlled porosity

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Uraniumoxyd bEw.Uraniumoxyd und PlutoniumkUgelchen bei gesteuerter Porosität zwischen 2# und 30#. Insbesondere betrifft die Erfindung die Möglichkeit, die Sphäroid- oder Eügelchenherstellung in kontinuierlicher Weise vorauneheen und auf diese Weise ein gleichförmigeres Endprodukt hinsichtlich der chemisch-physikalischen Eigenschaften (beispielsweisa kristalline Struktur, Sichte, Porosität etc.), daeu Stabilität (liefe:: Eigenschaftan und beachtliche wirtschaftliche Einsparungen im Produktionsablauf su erhalten. Andererseits ist die Herstellung von Mikrokügelchen in der jrernkeraoik mit einem relativ hohen Porösitätegrad *ur Zeit von beachtlichem Interesse für gewisse spezifische VerwendungsBwecke, insbesondere ale Brennstoff bei gewissen The invention relates to a process for the production of uranium oxide or uranium oxide and plutonium beads with controlled porosity between 2 # and 30 #. In particular, the invention relates to the ability to advance the spheroid or ball production in a continuous manner and in this way a more uniform end product with regard to the chemical-physical properties (for example crystalline structure, transparency, porosity, etc.), as well as stability (yield: properties and considerable obtain economic savings in the production process shown below. on the other hand, the production of microspheres in the jrernkeraoik with a relatively high Porösitätegrad * ur time of considerable interest for certain specific VerwendungsBwecke, particularly ale fuel in certain

209844/0930209844/0930

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Bauarten von Brennstoffelementen f\lv gasgekählte Hochtemperaturreaktoren? mit der Notwendigkeit f Produkte hoher Porosität zu erhalten, die in ihrer Zusammensetzung gleichförmig sowie von guten mechanischen Pestigkeitseigenschaften sind,,Types of fuel elements f \ lv gasgekählte high temperature reactors? with the need for products to obtain high porosity, the mechanical uniform in composition and of good Pestigkeitseigenschaften are ,,

Die Erfindung steht in Zusammenhang mit der deutschen Patentanmeldung P 19 56 132» 1-4-5 (entsprechend der italienischen Patentanmeldung 11249 A'6.9), bei der die Herstellung des genannten sphäroidförmigen Materials mit einem gesteuerten Porositätagrad zwischen 2# und stwa 30$ diskontinuierlich vorge* sehen ist, d.h. das Material wird in einen Ofen in Chargen nacheinander eingeführt, Das diskontinuierliche Verfahren sorgt nicht nur für beachtliche Unterbrechungen im Produktionsablauf sondern führte zu größeren Verlusten an Zeit und zu einer geringeren Quantität an behandelten Produkten γοη Last zu last, Produkten;, die bezüglich der physikalischen Eigenschaften weniger gleichförmig warens als da sind Porosität, kristalline Struktur etc„ Nach dieser Patentanmeldung P 19 56 132.1-45 iat die Herstellung der oben genannten Oxyde »it geregelter Porosität vorgesehen, ein Arbeiteablauf, der in folgender Weise sich programmieren läßt:The invention is related to the German patent application P 19 56 132 »1-4-5 (corresponding to the Italian patent application 11249 A'6.9), in which the production of said spheroidal material with a controlled degree of porosity between 2 # and approximately 30 $ is discontinuous is provided, ie the material is introduced into an oven in batches one after the other. The discontinuous process not only ensures considerable interruptions in the production process but also led to greater losses of time and a lower quantity of treated products γοη load to load, products; , with respect to the physical properties of s were less uniform than there are porosity, crystalline structure, etc. "According to this patent application P 19 56 132.1-45 iat the preparation of the above-mentioned oxides" provided it with a controlled porosity, program a Work flow in the following manner leaves:

1.) Die Sphäroide des Uranbioxyds und die gemischten Oxyde von Uran und anderen Kernmaterialien, bei denen Urano^yd der Hauptbestandteil ist, und die entsprechend der Beschreibung der italienischen Patentschriften 727, 301 und 778, 786 hergestellt wurden, wurden in luft bei 450° C kaleiniert, wodurch man ein Material etwa der Zusammensetzung TOx ο χ ■* erhielt.1.) The spheroids of uranium dioxide and the mixed oxides of uranium and other nuclear materials, in which uranium yd is the main constituent, and which were prepared according to the description of Italian patents 727, 301 and 778, 786, were in air at 450 ° C calcined, whereby a material approximately of the composition TO x ο χ ■ * was obtained.

2.) Diese Sphäroide werden dann, einem Ofen der Taennanbauart (mit Graphitwiderstand und inneren Aluminiuracxydreaktlmsrohren) Überführt und erleiden die folgende Wänueführung:2.) These spheroids are then used in a Taennanbauart oven (with graphite resistor and inner aluminum oxide reaction tubes) Convicted and suffered the following wrenching:

a) Erwärmung, bis eine Temperatur von 1600° C erreicht ist8 und zwar bei einer Geschwindigkeit von 400° C/h. Während dieser ersten Phase und bis sm einer Temperatura) Heating until a temperature of 1600 ° C is reached 8 at a rate of 400 ° C / h. During this first phase and up to a temperature

209844/0930
""" * * BAD ORIGINAL
209844/0930
"""* * BAD ORIGINAL

von 650c C wird in einer oxydierenden Atmosphäre .'beispielsweise Luft} oder einer inerten Atmosphäre (z»B, Argon, Stickstoff etc«) gearbeitete was zur Umformung des Ausgangsoxyds in TJ-^Oq .führt; hernach wird bei einer Temperatur zwischen 700° 0 und 1600° C eine reduzierende Atmosphäre f beispielsweise ein Stiom aus Wasserstoff oder Argon mit 4% Wasserstoff eingeführt, Bu.reh das Einführen dieser reduzierenden Strömung in den Ofen wird die Reduktion des H5U8 zu UO2 nut variabler Dichte entsprechend der Reduktionstemperatur erhalten,, nämlich entsprechend der Temperatur,, bei der die Einführung der reduzierenden Strömung erfolgt.of 650 c C is worked in an oxidizing atmosphere, for example air or an inert atmosphere (e.g., argon, nitrogen, etc.), which leads to the transformation of the starting oxide into TJ- ^ Oq. afterwards at a temperature between 700 ° 0 and 1600 ° C, a reducing atmosphere for example, a Stiom from hydrogen or argon introduced with 4% hydrogen, Bu.reh introducing these reducing flow in the furnace is the reduction of the H 5 U 8 to UO 2 obtained with a variable density according to the reduction temperature, namely according to the temperature at which the introduction of the reducing flow takes place.

b) Verweildauer der Sphäroide bei der Temperatur ron 1600° G 2,5 Stunden lang, etwa*b) Dwell time of the spheroids at the temperature of 1600 ° G for 2.5 hours , about *

c; Geregelte Abnahme der Temperatur bis 1000 - 1200° C bei einer Seschv/indigkei
bis auf Ziiirnertemperatur
c; Controlled decrease of the temperature up to 1000 - 1200 ° C with a Seschv / indigkei
up to crankcase temperature

bei einer Geschwindigkeit von 400° C/h und dann freiat a rate of 400 ° C / h and then free

3-) Nach Beendigung dieses Arbeitacyclus wird der Ofen neu mit einer Sphäre*idmenge beladen und es beginnt ein neuer3-) After completing this work cycle, the furnace will be new loaded with a quantity of spheres and a new one begins

Bei diesem Verfahren stellten sich Nachteile,, wie eine beachtliche vertane Arbeitszeit und eine merkliche Differenz 15-6% Dichte) awischen Beschickung und Beschickung* und zwar gleichförmig zu den chemisch-physikalischen Eigenschaften aufgrund der seltenen Reproduzierba keit der Arbeitsparameter, ein.This method had disadvantages, such as one considerable wasted working time and a noticeable difference 15-6% density) awic loading and loading * namely uniform to the chemical-physical properties due to the rare reproducibility the working parameter, a.

Erfindungsgemäß werden auch diese Nachteile nun überwunden; wodurch ma?, kontinuierliche Arbeitsabläufe und Pro~ dukte mit konstanten eheraisch-phys.ikalischen Eigenschaften {mit Schwankungen zwischen 1$ - 2^) und mit einemAccording to the invention, these disadvantages are now also overcome; whereby measure, continuous work flow and pro ~ products with constant rather aic-physical properties {with fluctuations between $ 1 - 2 ^) and with a

209844/0930209844/0930

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Saueretof.fi Uranatomverhältnis nicht höher als 2,005 erhält (daa ist die Totölreduktion von TJO5 ——φ. UO2)„ Saueretof.fi uranium atom ratio does not get higher than 2.005 (daa is the dead oil reduction of TJO 5 ——φ. UO 2 ) "

Pie Erfindung wird nun genauer mit Beaug auf Burchführungsformen beschrieben, wobei zahlreiche Modifikationen im Rahmen der Erfindung natürlich möglich sind,Pie invention will now be more specific with reference to forms of implementation described, with numerous modifications in the context of the invention are of course possible,

Sphäroide von Urandioxyd unö. gemischte Oxyde von Uran und anderen Kernmaterialien., bei denen das Uranoxyd den größeren Anteil darstellte und die man nach den. in den italienischen Patentschriften .727;, 301 und 778, 786 beschriebenen Verfahren P erhielt, werden bei einer Temperatur kalsiniert, die zwischen 420° G/ 700° C entsprechend der gewünschten Dichte im Endprodukt schwankt,,Spheroids of uranium dioxide unö. mixed oxides of uranium and other nuclear materials, in which the uranium oxide represented the greater part and which one after the. in the Italian patents .727 ;, 301 and 778, 786 described process P, are calcined at a temperature which varies between 420 ° G / 700 ° C according to the desired density in the end product ,,

Bei einer Erhöhung der Kalzinierungstemperatur nämlich wird der Hg-Gehalt im kalzinierten Proöukt vermindert und daher erfolgt die Produktion des gesinterten Materials geringer Dichte ir. einfacherer Weise, Man erhält so ein unterschiedlich hydriertes Produkt auf UO5 Basis«(engl.: hydrated product) When the calcination temperature is increased, the Hg content in the calcined product is reduced and therefore the production of the sintered material of low density takes place in a simpler way. This gives a differently hydrated product based on UO 5 "(hydrated product)

Nach der Patentanmeldungf mit der die Erfindung zusammenhängt, wird die Kalzinierungetemperatur auf 450° G fixiert und dies führt zu beachtlichen Schwierigkeitens wenn man ein Endprodukt geringer Dichte erhalten will*According to patent application f, with which the invention is related, the calcination temperature is fixed at 450 ° G and this leads to considerable difficulties s when one wants to obtain an end product of low density *

Das kalzinierte Produkt wird nacheinander in einen kontinuierlichen Ofen der Tunnelbauart eingeführt und man läßt es in richtigen Rohren oder Förderelementen längs der Hauptachse des Ofens wandern,, wobei es auf Zonen unterschiedlicher Temperatur trifft, und zwar gegen den Strom, einer inerten,, oxydierenden oder reduzierenden gasförmigen Atmosphäre,The calcined product is sequentially introduced into a tunnel type continuous furnace and left in proper pipes or conveying elements along the main axis of the furnace, where it encounters zones of different temperatures, against the current, an inert, oxidizing one or reducing gaseous atmosphere,

Das oben genannte Material erleidet im Ofen zwei unterschiedliche Wärmekreisläufe,The above-mentioned material undergoes two different heat cycles in the furnace,

209844/0930 BAD ORIGINAL209844/0930 BAD ORIGINAL

Der erate Wärmekreislauf bestellt darin9 das Material in inerter Atmosphäre (Argon9 N2) auf eine Maximaitemperatur zu bringen, die zwischen 900° C und 1300° C schwankt, etwa 1 oder 2 Stunden lang und dann allmählich bis auf Zimmertemperatur zu bringen«The erate heat cycle orders 9 to bring the material in an inert atmosphere (argon 9 N 2 ) to a maximum temperature, which fluctuates between 900 ° C and 1300 ° C, for about 1 or 2 hours and then gradually to bring it to room temperature «

Mit diesem ersten Vorgang wird die Umformung von UO., in U,Og bei unterschiedlichen Dichtewerten erhalten? die Änderungen der letzteren hängen eng mit den Änderungen der maximalen Arbe Ltetemperatur in dem Sinne zusammen, daß hohe Behandlungstemperaturen zur Bildung von U^Og bei hoher Dichte führen, wogegen niedrigere Temperaturen zur Bildung von Produkten bei niedrigerer Dichte führen»With this first process, the transformation from UO., Into U, Og obtained with different density values? the changes in the latter are closely related to the changes in the maximum work Soldering temperature in the sense that high treatment temperatures lead to the formation of U ^ Og at high density, whereas lower temperatures lead to the formation of products with lower density »

Pie Mikrokügelchen aus U,OQ<> die nach der ersten Wärmebehandlung erhalten wurden, erleiden im gleichen Ofen oder in einem anderen Ofen eine zweite Wärmebehandlung, die darin besteht, das Produkt in einer reduzierenden Atmosphäre (Hp» Argon mit \$> H2) auf eine Maximal temperatur von 1600° 0 über eine zwischen 1 und 2 Stunden variierende Zeitdauer zu bringen» wobei die Temperatur dann allmählich bis auf Zimmertemperatur gesenkt wird. Bei dieser zweiten Wärmeführung erhält man die Transformation von tr~0o ir. UO« sowie das Sintern des letzteren.Pie microspheres of U, O Q <> obtained after the first heat treatment undergo a second heat treatment in the same furnace or in a different furnace, which consists in placing the product in a reducing atmosphere (Hp »argon with \ $> H 2 ) to a maximum temperature of 1600 ° 0 over a period of time varying between 1 and 2 hours, whereby the temperature is then gradually lowered to room temperature. With this second heat application, the transformation of tr ~ 0 o ir. UO «and the sintering of the latter are obtained.

Dieses doppelte Wär-atekreislaufverfahren wird offensichtlich angewendet, um Produkte mit einer Porosität größer als 5?6-8?6 zu erhaltens wogegen^ um eine Porosität zu erhalten, die geringer als diese Werte ist, ein einziges Wärmekreislaufverfahren in reduzierender Atmosphäre zur Anwendung gebracht wird. Mit diesem kontinuierlichen Verfahren nach der Erfindung erhält man/ein gleichförmigeres Endprodukt hinsichtlich der chemisch-physikalischen Eigenschaften (Porosität, Kristallini tat) sowie eine beachtliche Stabilität dieser Eigenschaften selbst dann, wenn sich nachfolgende energetische Wärmebehandlungsschritte anschließen., sowie eine hohe Beständigkeit gegen Brechen und schließlich ein Sauerstoff-Uran Atomverhältnis von nicht mehr *)1b .2,005 ίnämlich die gesamte Reduktion vonThis double heat cycle process is obviously used to obtain products with a porosity greater than 5-6-8 · 6 s whereas a single heat cycle process in a reducing atmosphere is used to obtain a porosity less than these values will. With this continuous process according to the invention one obtains / a more uniform end product with regard to the chemical-physical properties (porosity, crystallinity) as well as a considerable stability of these properties even when subsequent energetic heat treatment steps follow., As well as a high resistance to breaking and finally an oxygen-uranium atomic ratio of no more *) 1b .2.005 - namely the entire reduction of

209844/0930209844/0930

BAD ORIGJNALBAD ORIGJNAL

* ILzOq ÜOp wird erhalten). Diese Verbesserungen treten* ILzOq ÜOp is received). These improvements occur

zu dem Vorteil hinzu, den der kontinuierliche Warmekrelslauf herbeiführt, das ist ein geringerer Verlust an Arbeitszeit und eine größere Menge an behandeltem Produkt»to the advantage that the continuous heat circulation brings about, that is a lower loss of working time and a larger amount of treated product »

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen.The following examples illustrate the invention without limiting it.

Beispiel 1example 1

Mikrosphäroidhersteilung aus TiO2 mit einer Porosität gleich 2756.Microspheroid production from TiO 2 with a porosity equal to 2756.

w Die Lösung eines XJransalzes wird mit einem Eindicker (beispielsweise Methylisopropylcellulose) und einer wasserlöslichen Alkoholverbindung (beispielsweise Propylenglycol) vermischt; die erhaltene Lösung wird dann durch sehr feine Rohre in eine alkaline Lösung (*,B. eine 30^-ige Ammoniaklösung) getropft* Nach ausreichender Verweildauer in der alkalinen Lösung werden die Mikrosphäroide in deionisiertem Wasser gewaschen und denn mittels aaeotropischer Destillation bei etwa 85° C getrocknet. Die getrockneten Mikrosphäroide werden dann in einem kontinuierlichen Ofen der in der Patentanmeldung w The solution is mixed with a XJransalzes a thickener (for example, Methylisopropylcellulose) and a water soluble alcohol compound (for example, propylene glycol); the solution obtained is then dripped through very fine tubes into an alkaline solution (*, e.g. a 30 ^ ammonia solution) C dried. The dried microspheroids are then placed in a continuous oven described in the patent application

P ,„ (italienische Patentanmeldung Kr. 25275 A/69)P, "(Italian patent application Kr. 25275 A / 69)

der Anmelderin bei einer Maximaltemperatur von 570° C kalziniert. Die kalzinierten Hikrospharoide bestehen aus UO, und enthalten Wasserstoff von etwa 0,08 + 0,02 Gewichtsprozent,calcined by the applicant at a maximum temperature of 570 ° C. The calcined microspheroid consists of UO, and contain hydrogen of about 0.08 + 0.02 percent by weight,

Die kalzinierttn Mikrosphäroide werden In Aluminiumoxydbehälter eingesetzt und dann in einen kontinuierlichen Ofen der horizontalen Bauart eingeführt und erleiden zwei Wärmebehandlungen nacheinander.The calcined microspheroids are placed in aluminum oxide containers and then placed in a continuous furnace of the horizontal design and undergo two heat treatments after another.

Bei der ersten dieser Wärmeführungen werden die kalzinierten Mikrosphäroide mit Argon in folgender Weise behandelt: Temperatursteigerung von etwa 300° 0/h bis zn einer Temperatur von 1070° Oj Verweilen bei dieser Temperatur 45 Minuten lang und dann Abkühlen auf Zimmertemperatur bei einer Geschwindigkeit von 175° C/h. Das eo erhaltene Produkt bestehtIn the first of these heats, the calcined microspheroids are treated with argon in the following way: temperature increase from about 300 ° 0 / h to a temperature of 1070 ° 0j dwell at this temperature for 45 minutes and then cool down to room temperature at a rate of 175 ° C / h. The product obtained is passed

209844/0930209844/0930

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

211569A211569A

we filk-coophärolcieu dea U^Og ^on b-5 ± 0,15 β/ein Dichte» Bex de»a zweiten. Warmesehrttt werden die Π-jQ^ Mikrosphäroide mit Argon/4$ Hr, in folgender Weise behandelt: Temperaturfclciyerwig von etwa 220° C/Ii his au 157C0Cj Verweilen hei dieser '.Temperatur etwa 1 Stunde 30 Minuten lang und dann Ahkiüilen hi3 auf Zimmertemperatur hei einer Geschwindigkeit von etwa 500° C/h, Das so erhaltene Produkt heetand aus UO«- Mikro.kügelchen mit einer Dichte von 8r05 g/ccr (gleich einer Porosität von. etv/s. 27$) mit einem Sauerstoff/Uranatomverhältnisj welches nicht höher als 2,005 lage Die Dichte des erhaltenen !Produktes ist ziemlich ßtahil und erleidet Steigerungen zwischen 2-3%f wenn das Produkt 1 Stunde lang hei 1550° C in einer reduzierenä.en Atmosphäre erneut behandelt wird» we filk-coophärolcieu dea U ^ Og ^ on b-5 ± 0.15 β / a density »Bex de» a second. Warmesehrttt be the Π-jQ ^ microspheroidal with argon / 4 $ Hr treated in the following manner: Temperaturfclciyerwig of about 220 ° C / Ii his au 157C 0 Cj stay hot this' .Temperature about 1 hour 30 minutes and then Ahkiüilen HI3 on Room temperature is called a rate of about 500 ° C / h, The product thus obtained heetand of UO '- Mikro.kügelchen having a density of 8 r 05 g / ccr (equal to a porosity of etv / s $ 27..) with an oxygen / Uranium atom ratio, which is not higher than 2.005. The density of the product obtained is rather low and suffers increases between 2-3% f if the product is treated again for 1 hour at 1550 ° C in a reduced atmosphere »

Beispiel 2Example 2

Herstellung von U00~ISikrokügelchen mit einer Porosität von etwa 20$„Production of U0 0 ~ I microspheres with a porosity of about 20 $ "

Eb wurde wie in Beispiel 1 verfahren» nur daß die Kaleinierung hei einer Maximaltemperatur von 550° G (anstatt 570° C) durchgeführt wurde, wohei man ala kalziniertes Produkt Uö^-Hikrokügelchen mit einem Vasserstoffgehait von etwa 0,11 ^ 0,02 Gewicht spross ent erhielt.Eb was proceeded as in Example 1, except that the calendering carried out at a maximum temperature of 550 ° G (instead of 570 ° C) where one ala calcined product U6-microspheres with a hydrogen content of about 0.11 ^ 0.02 Weight scion ent received.

Der erste Wärmecyclus wurde mit Argon unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch mit einer Maximaltemperatur von 1130° C his 11500C anstatt 1070° C Daa Produkt fl «r orsten Wärme führung bestand aus TJ,Og-Mikrokügelchen mii einer "Dicht<= vor 5*95 +. 0,15 g/cm ^The first heat cycle has been with argon under the same conditions as in Example 1, but with a maximum temperature of 1130 ° C his 1150 0 C instead of 1070 ° C Daa product fl "r orsten heat management consisted of TJ, Og microspheres mii a" Dense <= before 5 * 95 +. 0.15 g / cm ^

Der aweite Wärmeschritt ist gleich dem in Beispiel 1 heschriehenen unä führt zu einem Endprodukt von UO^-Mikroktigelchen mit einer Dichte von 8,80 g/cw"/ 'was einer ^rosität von etwa 20^- entspricht) eovfie einem Sauerstoff Üranatomverhält·» nisf v/elchea nicht höher als 2,005 3 legt,,The further heating step is the same as that described in Example 1 and leads to an end product of UO ^ microcrystalline with a density of 8.80 g / cw " / 'which corresponds to a rosity of about 20 ^ -) eovfie an oxygen uranium atomic ratio. nis f v / elchea not higher than 2.005 3 sets ,,

20 9 8 44/093020 9 8 44/0930

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Beispiel 5Example 5

Herstellung von TJOp/1O5ir-Pu Og-Mikrolriigelchen mit einer Porosität von etwa 20?l>.Production of TJOp / 1O5ir-Pu Og microbeads with a porosity from about 20? l>.

Bas Verfahren wurde wie nach Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Übergang von Argon auf Argon/4# Vaeserstoff bei 900° G erfolgte.The procedure was carried out as in Example 2, with the Exception that the transition from argon to argon / 4 # hydrogen took place at 900 ° G.

Die gemessene Porosität ergibt sich zu 20$ + 1#„The measured porosity results in $ 20 + 1 # "

Patentansprüche -Claims -

Π 9 ^L '. ι Π u 3 ' jΠ 9 ^ L '. ι Π u 3 'j

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Claims (3)

PatentansprücheClaims fly) Kontinuierliches Verfahren zum Herstellen von Uranoxyd , oder gemischten Oxyden von Uranoxyä/Plutoniumoxyd-Kügel— • ehen mit gesteuerter Porosität, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Porosität bei den Mikrokügelchen aus Uranoxyd oder den Miochoxyden des Uran /Plutoniuue, die . sorgfältig kalziniert waren, durch kontinuierlich· Yornahme der folgenden Wärmeschritte erreichbar ist:fly) Continuous process for the production of uranium oxide, or mixed oxides of uranium oxide / plutonium oxide spheres - • marriage with controlled porosity, characterized in that the controllable porosity of the microspheres of uranium oxide or the miochoxides of uranium / plutonium, the . carefully calcined, can be achieved by continuously taking the following heating steps: a) Einführen des Materials in den Ofen gegen den Strom einer inerten Atmosphäre (Argon oder Stickstoff); Verweildauer etwa 45 Minuten bis 2 Stunden bei einer maximalen Temperatur, die zwischen 900° C und 1300° C entsprechend der gewünschten Dichte für die TJ»Og-Kügelchen schwankt; Verminderung der Temperatur auf Zimmer-Temperatur; a) introducing the material into the furnace against the current of an inert atmosphere (argon or nitrogen); Dwell time about 45 minutes to 2 hours at a maximum temperature which varies between 900 ° C. and 1300 ° C. according to the desired density for the TJ »Og beads; Reduction of the temperature to room temperature; b) Einführen des Materials in den gleichen oder einen anderen Ofen gegen einen Strom aus einer reduzierenden Atmosphäre (Wasserstoff oder Argon/4# H2); Verweildauer von 1 oder 2 Stunden bei einer Temperatur von 1600° C und Verminderung der Temperatur auf Ziomertemperatur. b) introducing the material into the same or a different furnace against a current of a reducing atmosphere (hydrogen or argon / 4 # H 2 ); Dwell time of 1 or 2 hours at a temperature of 1600 ° C and reduce the temperature to room temperature. 2.) Verfahren nach Anspruch f.), dadurch gekennzeichnet, daß das die beiden Wärmeschritte erleidende Material in Luft bei einer Temperatur zwischen 420 bis 700° C kalziniert wurde.2.) Method according to claim f.), Characterized in that the material which undergoes the two heating steps is in air was calcined at a temperature between 420 to 700 ° C. 3.) Produkte hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wie beschriebeno 3.) Products produced according to one of the preceding claims, as described o 209844/0930209844/0930
DE2115694A 1971-03-31 1971-03-31 Process for the production of uranium oxide spheres or mixed uranium oxide plutomium oxide spheres with controllable porosity Expired DE2115694C3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2269371 1971-03-31

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2115694A1 true DE2115694A1 (en) 1972-10-26
DE2115694B2 DE2115694B2 (en) 1973-05-17
DE2115694C3 DE2115694C3 (en) 1973-12-06

Family

ID=11199306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2115694A Expired DE2115694C3 (en) 1971-03-31 1971-03-31 Process for the production of uranium oxide spheres or mixed uranium oxide plutomium oxide spheres with controllable porosity

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE2115694C3 (en)
GB (1) GB1329344A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2344929A1 (en) * 1976-03-19 1977-10-14 Alkem Gmbh NUCLEAR FUEL TABLETS SINTERING PROCESS
EP0012915A1 (en) * 1978-12-20 1980-07-09 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Process for manufacturing oxidic nuclear fuel elements

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2344929A1 (en) * 1976-03-19 1977-10-14 Alkem Gmbh NUCLEAR FUEL TABLETS SINTERING PROCESS
EP0012915A1 (en) * 1978-12-20 1980-07-09 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Process for manufacturing oxidic nuclear fuel elements

Also Published As

Publication number Publication date
DE2115694C3 (en) 1973-12-06
GB1329344A (en) 1973-09-05
DE2115694B2 (en) 1973-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69502081T2 (en) Process for manufacturing a nuclear fuel rod tube and tubes obtained thereafter
DE2141860A1 (en) Dispersion-hardened Zircomum certificates and processes for their manufacture
EP0079031B1 (en) Method for the manufacture of oxidic nuclear fuel sintered bodies
EP0026389B1 (en) Process for preparing high-density oxidic nuclear-fuel bodies
DE2642567A1 (en) METAL OXYDE VARISTOR WITH IMPROVED ELECTRICAL PROPERTIES
DE1104930B (en) Process for the production of hot-pressable stabilized boron nitride
DE2135715C3 (en) Method for controlling the surface activity of a ceramic powder
DE1442731A1 (en) Process for the conversion of hydrocarbons with steam using a catalyst
DE1771171A1 (en) Process for the manufacture of porous ceramic artifacts
DE2115694A1 (en) Continuous process for the production of uranium oxides and uranium oxide-plutonium oxide spheres with controlled porosity
DE2253684A1 (en) PROCESS FOR DEFLUORATING AND REDUCING A CERAMIC
DE2510700A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING ZEOLITHES WITH IMPROVED HIGH TEMPERATURE AND ACID RESISTANCE
DE1956132B2 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF A POROUS REFRACTORY MATERIAL FROM THE OXYDE OF URANIUM OR PLUTONIUM
DE2323010C3 (en) Process for the production of spherical metal oxide or metal carbide particles
DE3532689A1 (en) METHOD FOR APPLYING URANE HYDROXIDE TO UO2 PARTICLES BEFORE GENERATING THE VOLATILE BINDER FOR SINTERING
EP0205920B1 (en) Metod of manufacturing sintered oxidic nuclear-fuel bodies
CH405519A (en) Process for the production of a radiation-sensitive, cadmium sulfide-containing sintered body
DE1792762C3 (en) Process for the production of granular mixed carbides of uranium and thorium
DE2327872C3 (en) Process for the production of porous cermets on the basis of core gap material
DE2342910C3 (en) A method for producing a transparent, high-purity polycrystalline sintered body made of yttria
DE2058239A1 (en) Impregnated graphite material, especially for nuclear purposes
AT235028B (en) Process for the production of tungsten metal from ammonium paratungstate
EP0136665B1 (en) Process for manufacturing oxidic nuclear-fuel sintered bodies
AT129950B (en) Process for the production of large crystalline metal bodies.
DD216704A5 (en) METHOD FOR PRODUCING URANTRIOXIDE WITH GREAT REACTIVITY

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977