JP2011027680A - Fuel pellet and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軽水炉や高速増殖炉に用いられる核燃料ペレットおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to nuclear fuel pellets used in light water reactors and fast breeder reactors and a method for producing the same.
沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲという。）、加圧水型原子炉（以下、ＰＷＲという。）等の軽水炉や高速増殖炉の炉心には、金属製の被覆管内に充填された核燃料ペレットとしての酸化物燃料ペレットが装荷されている。 The core of light water reactors and fast breeder reactors such as boiling water reactors (hereinafter referred to as BWR) and pressurized water reactors (hereinafter referred to as PWR) is oxidized as nuclear fuel pellets filled in metal cladding tubes. Material fuel pellets are loaded.
従来の酸化物燃料ペレットの製造は、図５に示すように、ウラン酸化物粉末（以下、ＵＯ２粉末という。）またはウラン・プルトニウム混合酸化物粉末（以下、ＭＯＸ粉末という。）をタブレット形態にプレス成形し、これを解砕・整粒して得られる造粒物を冷間圧縮成形してグリーンペレットを生成し、続いて、得られたグリーンペレットを焼結炉内においてＮ２＋Ｈ２あるいはＨ２等の還元性ガス雰囲気下で加熱して焼結処理することにより、核燃料ペレットである焼結ペレットを得る方法で行っている。 As shown in FIG. 5, a conventional oxide fuel pellet is produced by using uranium oxide powder (hereinafter referred to as UO 2 powder) or uranium / plutonium mixed oxide powder (hereinafter referred to as MOX powder) in a tablet form. The granulated product obtained by press molding and pulverizing and sizing the resultant is cold compression molded to produce green pellets. Subsequently, the obtained green pellets are subjected to N 2 + H 2 or The sintering is performed by heating in a reducing gas atmosphere such as H 2 to obtain sintered pellets that are nuclear fuel pellets.
しかし、この方法では、タブレット成形工程、解砕・整粒工程において多くの微細粉末が発生する。この微細粉末は、造粒物に混入して製品組成を変動させるために、核燃料ペレットとしての仕様が満足できなくなる問題がある。また、微細粉末は空間線量率を増加させることから、手作業による機器保守等において作業者の被曝線量を増大させる問題がある。 However, in this method, many fine powders are generated in the tablet molding process and the crushing / sizing process. Since this fine powder is mixed in the granulated product and changes the product composition, there is a problem that the specification as a nuclear fuel pellet cannot be satisfied. In addition, since fine powder increases the air dose rate, there is a problem of increasing the exposure dose of workers during manual equipment maintenance.
そこで、ＵＯ２粉末またはＭＯＸ粉末からタブレットを成形し、これを解砕・整粒して得られる造粒物を用いてグリーンペレットを生成する工程に替えて、ＵＯ２粉末またはＭＯＸ粉末を転動造粒して得られる造粒物からグリーンペレットを生成する工程を採用することで、微細粉末発生を抑制する方法が提案されている。（特許文献１）
造粒物を冷間圧縮成形してグリーンペレットを生成する工程では、造粒物の流動性によって、必要とされる成形圧力が変動する。そこで、造粒物の流動性を一定なものとするために、造粒物を分級し、所要の粒度のもののみを使用するようにしている。
Therefore, UO 2 powder or shaped tablet from MOX powder which instead of generating a green pellets using granules obtained by crushing and grading, rolling the UO 2 powder or MOX powder There has been proposed a method for suppressing the generation of fine powder by adopting a step of generating green pellets from a granulated product obtained by granulation. (Patent Document 1)
In the step of cold compression molding the granulated product to produce green pellets, the required molding pressure varies depending on the fluidity of the granulated product. Therefore, in order to make the fluidity of the granulated material constant, the granulated material is classified and only the one having the required particle size is used.
しかし、上記した酸化物燃料ペレットの製造に用いる転動造粒方法は、造粒物の粒度が広く分布することになることから、上記した酸化物燃料ペレットの製造方法においては、所要粒度の造粒物の製造歩留まりが低下する問題があった。 However, the rolling granulation method used for the production of the oxide fuel pellets described above has a wide distribution of the granulated particle size. There was a problem that the production yield of granules decreased.
本発明は、粒度分布幅が狭く、かつ、流動性を有する造粒物を生成することにより、ペレット製造工程における微細粉末発生を抑制するとともに造粒物の製造歩留まりを高めることができる核燃料ペレット及びその製造方法を提供することにある。 The present invention provides a nuclear fuel pellet capable of suppressing the generation of fine powder in the pellet production process and increasing the production yield of the granulated product by generating a granulated product having a narrow particle size distribution width and fluidity. It is in providing the manufacturing method.
本発明は、上述した問題点を解決するために、核燃料物質であるＵＯ２粉末あるいはＭＯＸ粉末を含んだ核燃料酸化物粉末（以下、酸化物粉末という。）に凝集助剤を添加して混練して押出すことにより短辺の棒状物にした後に該棒状物を小辺に切断して整粒することによって、粒度分布幅が狭く、かつ、流動性を有する造粒物を生成することにより、ペレット製造工程における微細粉末発生を抑制するとともに造粒物歩留まりを高めた核燃料ペレット及びその製造方法を実現するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention adds an agglomeration aid to a nuclear fuel oxide powder (hereinafter referred to as oxide powder) containing UO 2 powder or MOX powder, which is a nuclear fuel material, and kneaded. By producing a granulated product having a narrow particle size distribution width and fluidity by cutting the rod-shaped product into small sides and adjusting the size after making the rod-like product with a short side by extruding The present invention realizes a nuclear fuel pellet that suppresses the generation of fine powder in the pellet manufacturing process and increases the yield of the granulated product, and a manufacturing method thereof.
具体的には、
第１の発明は、ウラン酸化物粉末あるいはウラン・プルトニウム混合酸化物粉末に凝集助剤を添加して混練し、混練物を造粒、成形ならびに焼結して製造する核燃料ペレットの製造方法において、
前記造粒は、前記混練物を押出して短い棒状物を形成する第１造粒工程と、前記棒状物を回転プレートによって小片に切断するとともに整粒する第２造粒工程とによって行われることを特徴とする。
In particular,
The first invention is a method for producing nuclear fuel pellets, which is produced by adding an agglomeration aid to uranium oxide powder or uranium / plutonium mixed oxide powder and kneading, and granulating, molding and sintering the kneaded product.
The granulation is performed by a first granulation step in which the kneaded product is extruded to form a short rod-like product, and a second granulation step in which the rod-like product is cut into small pieces by a rotating plate and sized. Features.
第２の発明は、第１の発明における凝集助剤は、有機溶剤で希釈したポリビニルブチラールまたは水であることを特徴とする。 The second invention is characterized in that the coagulation aid in the first invention is polyvinyl butyral or water diluted with an organic solvent.
第３の発明は、第１または２の発明において、前記凝集助剤が有機溶剤で希釈したポリビニルブチラールの場合は、ウラン酸化物粉末あるいはウラン・プルトニウム混合酸化物粉末１ｇに対して０．３０ｃｍ３〜０．４０ｃｍ３を添加することを特徴とする。 According to a third invention, in the first or second invention, when the aggregating aid is polyvinyl butyral diluted with an organic solvent, 0.30 cm 3 with respect to 1 g of uranium oxide powder or uranium / plutonium mixed oxide powder. It is characterized by adding ~ 0.40 cm 3 .
第４の発明は、第１または２の発明において、前記凝集助剤が水の場合は、ウラン酸化物粉末あるいはウラン・プルトニウム混合酸化物粉末１ｇに対して０．１０ｃｍ３〜０．２０ｃｍ３を添加することを特徴とする。 According to a fourth invention, in the first or second invention, when the aggregating aid is water, 0.10 cm 3 to 0.20 cm 3 is added to 1 g of uranium oxide powder or uranium / plutonium mixed oxide powder. It is characterized by adding.
第５の発明は、第１〜４の発明の１つの核燃料ペレット製造方法によって製造されたことを特徴とする核燃料ペレットである。 A fifth aspect of the present invention is a nuclear fuel pellet manufactured by the method for manufacturing one nuclear fuel pellet of the first to fourth aspects of the invention.
本発明に係る核燃料ペレット及びその製造方法は、核燃料物質を含む酸化物粉末に凝集助剤として有機溶剤で希釈したポリビニルブチラールまたは水を添加して混練し、この混練物を用いて押出、整粒することにより流動性を有する粒度分布の狭い造粒物を生成し、この造粒物を使用して成形、焼結するものであることから、造粒物の歩留まりを高くすることができる。 The nuclear fuel pellet and the method for producing the same according to the present invention are prepared by adding polyvinyl butyral or water diluted with an organic solvent as an agglomeration aid to oxide powder containing nuclear fuel material and kneading, and using this kneaded product, extrusion and sizing By doing so, a granulated product having a fluidity and a narrow particle size distribution is generated, and this granulated product is molded and sintered. Therefore, the yield of the granulated product can be increased.
さらに、核燃料ペレットの製造においては、粒度分布の狭い造粒物であることから、微細粉末の発生を抑制することができ、機器保守等における作業者の被曝線量増大の危険性を軽減することができる。 Furthermore, in the production of nuclear fuel pellets, since it is a granulated product with a narrow particle size distribution, the generation of fine powder can be suppressed, and the risk of an increase in the exposure dose of workers during equipment maintenance can be reduced. it can.
本発明に係る核燃料ペレットは、ＢＷＲやＰＷＲの軽水炉の炉心または高速増殖炉の炉心に装荷される金属製被覆管内に充填して使用される。核燃料ペレットのペレット寸法（高さ対直径比）は、使用される被覆管の内径に応じて適宜設定される。核燃料ペレットの寸法は、ＢＷＲやＰＷＲの軽水炉用には、直径８ｍｍから１２ｍｍ程度、高さ１０数ｍｍ程度、高速増殖炉用には、直径５ｍｍから１０ｍｍ程度、高さ１０ｍｍ程度の円柱状の酸化物粉末を焼結したものが用いられる。 The nuclear fuel pellet according to the present invention is used by being filled in a metal cladding tube loaded in a BWR or PWR light water reactor core or a fast breeder reactor core. The pellet size (height to diameter ratio) of the nuclear fuel pellet is appropriately set according to the inner diameter of the cladding tube used. The dimensions of the nuclear fuel pellets are about 8 mm to 12 mm in diameter for BWR and PWR light water reactors, about 10 mm in height, and about 5 mm to 10 mm in diameter for fast breeder reactors and about 10 mm in height. A sintered product powder is used.
その核燃料ペレットおよびその製造方法の実施形態について、図１を参照して説明する。 An embodiment of the nuclear fuel pellet and the manufacturing method thereof will be described with reference to FIG.
核燃料ペレットの製造は、図１に示すように、酸化物粉末に湿分を与える凝集助剤を添加して混練、押出し、整粒する造粒工程（ステップＳ１）と、前記造粒工程によって得た造粒物を圧縮成形しグリーンペレットとするペレット成形工程（ステップＳ２）と、前記ペレット成形工程によって得たグリーンペレットを焼結して焼結ペレットとする焼結工程（ステップＳ３）によって行われる。 As shown in FIG. 1, the production of nuclear fuel pellets is obtained by a granulation step (step S1) in which an agglomeration aid that gives moisture to the oxide powder is added, kneaded, extruded, and sized, and the granulation step. A pellet forming step (step S2) for compressing and molding the granulated product into green pellets, and a sintering step (step S3) for sintering the green pellets obtained by the pellet forming step to form sintered pellets. .
造粒工程（ステップＳ１）は、酸化物粉末に凝集助剤を添加して混練し、流動物とする混練工程（ステップＳ１−１）と、その混練物をメッシュ状の穴から押出して短辺の棒状物を生成する押出工程（ステップＳ１−２）と、さらに、短辺の棒状物を小片の造粒物とする整粒工程（ステップＳ１−３）の３つの工程で構成する。 In the granulation step (step S1), a coagulant aid is added to the oxide powder and kneaded to obtain a fluidized product (step S1-1), and the kneaded product is extruded from a mesh-like hole to make a short side. The extruding step (step S1-2) for generating the rod-shaped product of No. 1 and the granulating step (step S1-3) using the short-side rod-shaped product as a granulated product of small pieces.
具体的には、混練工程（ステップＳ１−１）においては、ニーディングシャフトを用いて酸化物粉末を撹拌しながら凝集助剤を噴霧することにより、酸化物粉末全体に湿分を均等に含有させる。凝集助剤は、発明者らの各種実験の結果、有機溶剤で希釈したポリビニルブチラール（ＰＶＢ）あるいは水で構成することが好ましいことを知見した。 Specifically, in the kneading step (step S1-1), moisture is uniformly contained in the entire oxide powder by spraying the coagulant aid while stirring the oxide powder using a kneading shaft. . As a result of the inventors' various experiments, it has been found that the agglomeration aid is preferably composed of polyvinyl butyral (PVB) diluted with an organic solvent or water.
このような混練工程を実現するための混練機は、例えば、シグマ型羽根を並列に設けたニーディングシャフトおよび前記ニーディングシャフトを駆動するモータで構成するバッチ・ニーダーを使用するとよい。 As a kneading machine for realizing such a kneading step, for example, a batch kneader constituted by a kneading shaft provided with sigma type blades in parallel and a motor for driving the kneading shaft may be used.
ここで、酸化物粉末に与えられる凝集助剤による湿分が過少であると、押出工程（ステップＳ１−２）において、酸化物粉末同士の凝集状態が維持されず、一部が粉末状態に戻るなどして、円柱形状の造粒物を生成することができなくなる。一方、酸化物粉末に与えられる湿分が過大であると、押出工程後に造粒物同士が癒着し、整粒工程において粗大な造粒物が生成され、所要の粒度の造粒物が生成されにくくなることから、核燃料ペレットの製造方法としての実用性が損なわれる。 Here, if the moisture due to the coagulation aid given to the oxide powder is too small, the aggregation state between the oxide powders is not maintained in the extrusion process (step S1-2), and a part returns to the powder state. For example, it becomes impossible to generate a columnar granulated product. On the other hand, if the moisture applied to the oxide powder is excessive, the granulated products adhere to each other after the extrusion process, and a coarse granulated product is generated in the sizing process, and a granulated product having a required particle size is generated. Since it becomes difficult, the utility as a manufacturing method of a nuclear fuel pellet is impaired.
好ましい湿分量は、酸化物粉末の塑性限界点（粉体がペースト或いは泥状化して固体状態を維持できなくなる湿分量）に影響されることを考慮すると、水を凝集助剤として用いる場合には、酸化物粉末１ｇに対して０．１０ｃｍ３〜０．２０ｃｍ３、望ましくは、０．１５〜０．１９ｃｍ３であり、ＰＶＢを凝集助剤とする場合には、有機溶剤としてアセトン６７．５ｗｔ％およびエタノール２２．５ｗｔ％で希釈する場合においては、酸化物粉末１ｇに対して０．３０ｃｍ３〜０．４０ｃｍ３、望ましくは０．３５ｃｍ３〜０．３８ｃｍ３である。 In consideration of the fact that the preferred moisture amount is affected by the plastic limit point of the oxide powder (the amount of moisture at which the powder cannot be maintained in a solid state due to paste or mud formation), when water is used as an agglomeration aid, , 0.10cm 3 ~0.20cm 3 to oxide powder 1g, preferably a 0.15～0.19Cm 3, when the PVB and flocculation aid is acetone 67.5wt as the organic solvent in the case of dilution% and ethanol 22.5wt%, 0.30cm 3 ~0.40cm 3 to oxide powder 1g, desirably 0.35cm 3 ~0.38cm 3.
押出工程（ステップＳ１−２）では、湿分を含有した混練物をストレートスクリュー方式の押出装置を用いて、所要の孔径の小孔を多数有するスクリーン面に押し付けて小孔から吐出させることにより、細い棒状（円柱形状）の造粒物を得る。一例として、１ｍｍの孔径の小孔を有するスクリーンを用いると、直径１ｍｍ、長さ５ｍｍ程度の円柱形状造粒物が得られる。 In the extrusion process (step S1-2), the kneaded material containing moisture is pressed against the screen surface having a large number of small holes with a required hole diameter and discharged from the small holes using a straight screw type extrusion device. A thin rod-like (cylindrical) granulated product is obtained. As an example, when a screen having small holes with a diameter of 1 mm is used, a cylindrical granulated product having a diameter of about 1 mm and a length of about 5 mm can be obtained.
このような押出工程を実現するための押出機は、例えば、押出羽根を装着したストレートスクリューと、前記ストレートスクリューを駆動するモータおよび開孔部を設けた半球形のドームダイで構成するマルチグランを使用するとよい。 An extruder for realizing such an extrusion process uses, for example, a multi-gran made up of a straight screw equipped with extrusion blades, a motor that drives the straight screw, and a hemispherical dome die provided with an aperture. Good.
整粒工程（ステップＳ１−３）では、押出工程により生成した円柱形状造粒物を、凹凸が刻まれた回転プレートを用いて小片に切断、整粒する。一例として、直径１ｍｍ、長さ５ｍｍ程度の押出造粒物は、直径１ｍｍ程度の略球形状に整粒することができる。 In the sizing process (step S1-3), the cylindrical granulated product generated by the extrusion process is cut into small pieces and sized using a rotating plate in which irregularities are engraved. As an example, an extruded granulated product having a diameter of about 1 mm and a length of about 5 mm can be sized into a substantially spherical shape having a diameter of about 1 mm.
このような整粒工程を実現するための整粒機は、例えば、凹凸を設けた回転プレートであるマルメプレートと、前記マルメプレートを回転駆動させるためのモータおよび前記マルメプレートを底部に装着する固定円筒容器で構成するマルメライザーを使用するとよい。 A sizing machine for realizing such a sizing process is, for example, a Malmo plate that is a rotating plate provided with unevenness, a motor for rotationally driving the Malmo plate, and a fixing that attaches the Malmo plate to the bottom. It is good to use the Malmerizer comprised with a cylindrical container.
整粒工程（ステップＳ１−３）において、回転プレートの回転数が過大であると、切断された小片同士が接触することにより微細粉末が生じてしまう。微細粉末の発生は、核燃料ペレットの製造方法としての実用性を損なう。また、整粒時間が過大である場合には、小片が含有する湿分を凝集助剤として小片同士が凝集反応を起こして粗大粒が生成される。粗大粒生成は、押出造粒物の歩留まりを悪化させることから、核燃料ペレットの製造においては不都合である。微細粉末の発生および整粒工程における凝集反応は、回転プレートの回転数と整粒時間を乗じて得られる積算回転数に影響されることから、酸化物粉末５００ｇ〜１０００ｇの装荷量に対して、積算回転数は３００回転以下、望ましくは１５０回転以下とすればよいことを知見した。 In the sizing step (step S1-3), if the rotational speed of the rotating plate is excessive, fine powder is produced by the contact between the cut pieces. Generation | occurrence | production of a fine powder impairs the utility as a manufacturing method of a nuclear fuel pellet. In addition, when the sizing time is excessive, the small pieces cause agglomeration reaction using the moisture contained in the small pieces as an agglomeration aid to produce coarse particles. Coarse grain formation is inconvenient in the production of nuclear fuel pellets because it deteriorates the yield of extruded granules. Since the generation of fine powder and the agglomeration reaction in the sizing process are affected by the cumulative number of rotations obtained by multiplying the number of rotations of the rotating plate and the sizing time, the loading of oxide powders 500 g to 1000 g, It has been found that the cumulative number of rotations may be 300 rotations or less, preferably 150 rotations or less.
略球形状の球形造粒物の粒度分布の詳細については、実施例にて説明するが、０．６〜１．０ｍｍサイズの造粒物が全体の８８％を占め、非常にばらつきの少ない粒子を得ることができることが実証された。 The details of the particle size distribution of the substantially spherical granulated product will be described in Examples, but the granulated product having a size of 0.6 to 1.0 mm accounts for 88% of the whole and has very little variation. It was demonstrated that can be obtained.
本発明に係る核燃料ペレットの製造方法の実施例について説明する。 Examples of the method for producing nuclear fuel pellets according to the present invention will be described.
原料粉末として、０．０１０ｍｍを超えない粒度のＵＯ２粉末を８００ｇ準備し、このＵＯ２粉末を混練機に装荷し、凝集助剤として水を１４０ｃｍ３（ＵＯ２粉末１ｇあたり０．１７５ｃｍ３）添加しながら、ニーディングシャフトを８０ｒｐｍで回転させて３０分間混練を行うことにより混練物を生成した（ステップＳ１−１）。 As raw material powders, the UO 2 powder of particle size not exceeding 0.010mm to 800g preparation, the UO 2 powder loaded into a kneader to, 140cm 3 (UO 2 powder 1g per 0.175cm 3) water as flocculation aid While adding, the kneaded product was generated by rotating the kneading shaft at 80 rpm and performing kneading for 30 minutes (step S1-1).
続いて、混練物を孔径０．８ｍｍの孔を多数設けたドーム型スクリーンを装着した湿式押出装置に装荷し、ストレートスクリューを５０ｒｐｍで回転させて押出造粒を行なって円柱形状造粒物を生成した（ステップＳ１−２）。 Subsequently, the kneaded product is loaded into a wet extrusion apparatus equipped with a dome-shaped screen having a large number of holes with a diameter of 0.8 mm, and a straight screw is rotated at 50 rpm to perform extrusion granulation to produce a cylindrical granulated product. (Step S1-2).
続いて、円柱形状造粒物を整粒機に装荷し、３００ｒｐｍの回転数で２０秒間整粒して球形造粒物に整粒した（ステップＳ１−３）。 Subsequently, the columnar granulated product was loaded into a granulator, sized for 20 seconds at a rotation speed of 300 rpm, and sized into a spherical granulated product (step S1-3).
以上の方法により製作したＵＯ２の球状造粒物は、図２に示すように、全量の約８８％が０．６〜１．０ｍｍの粒度域に分布しており、この方法で得られる球状造粒物が極めて狭い粒度分布であることがわかる。 As shown in FIG. 2, the UO 2 spherical granule produced by the above method has a distribution of about 88% of the total amount in the particle size range of 0.6 to 1.0 mm. It can be seen that the granulated product has a very narrow particle size distribution.
また、造粒物流動性の指標である以下の（数１）式で得られる圧縮度は５．５％と極めて高い流動性を有している。 In addition, the degree of compression obtained by the following equation (1), which is an index of granule fluidity, is as extremely high as 5.5%.
圧縮度 ＝ （タップ密度−かさ密度）／タップ密度 ……（数１） Compressibility = (tap density−bulk density) / tap density ...... (Equation 1)
また、標準篩いを用いた篩分における最小粒度（０．０３８ｍｍ）以下の微細造粒粉は、全体の０．０１％であり、微細粉末の発生が抑制されていることがわかる。 Moreover, the fine granulated powder below the minimum particle size (0.038 mm) in the sieving using the standard sieve is 0.01% of the whole, and it can be seen that the generation of the fine powder is suppressed.
このＵＯ２球状造粒物を４ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で冷間圧縮成形してグリーンペレットを生成し（ステップＳ２）、加湿水素を用いた還元性ガス雰囲気の加熱炉内で２時間、１７００℃の温度で焼結処理して焼結ペレットを製作した（ステップＳ３）。この焼結ペレットの理論密度比は９７．８％であり、核燃料ペレットとして望ましい密度を有していることがわかった。 This UO 2 spherical granulated product is cold compression molded at a pressure of 4 ton / cm 2 to produce green pellets (step S2), and is kept at 1700 ° C. for 2 hours in a heating furnace in a reducing gas atmosphere using humidified hydrogen. Sintered pellets were manufactured by sintering at a temperature of (Step S3). The theoretical density ratio of the sintered pellet was 97.8%, and it was found that the sintered pellet had a desirable density as a nuclear fuel pellet.
ここで、焼結温度および焼結時間は、１０００℃以上、かつ、１〜１０時間の間で調整することにより所望の密度の焼結ペレットを得ることができる。 Here, sintering pellets having a desired density can be obtained by adjusting the sintering temperature and the sintering time between 1000 ° C. and 1 hour.
比較例として、従来技術により、原料粉末である０．０１０ｍｍを超えない粒度のＵＯ２粉末を８００ｇ準備し、このＵＯ２粉末に、凝集助剤として水を１６５ｃｍ３添加しながら、転動造粒機によって攪拌速度３００ｒｐｍで１７分間造粒を行ない、さらに、前記実施例の冷間圧縮成形、焼結処理と同様な処理を行ない、焼結ペレットを製作した。 As a comparative example, 800 g of UO 2 powder having a particle size not exceeding 0.010 mm, which is a raw material powder, is prepared according to the prior art, and rolling granulation while adding 165 cm 3 of water as an agglomeration aid to this UO 2 powder. Granulation was carried out for 17 minutes with a stirrer speed of 300 rpm by a machine, and further, the same processing as in the cold compression molding and sintering treatment of the above-mentioned example was carried out to produce sintered pellets.
この従来技術による方法での粒子分布は、図３に示すように、焼結ペレットとして必要な０．６〜１．０ｍｍの粒度域が、全量の約２８％程度であり、粒度が広域に分布していることがわかる。 As shown in FIG. 3, the particle size distribution of 0.6 to 1.0 mm required as a sintered pellet is about 28% of the total amount, and the particle size distribution is wide as shown in FIG. You can see that
つぎに、実施例と比較例について、焼結ペレットとしたときの組織構造状態の比較を行った結果を図４に示す。従来技術としてタブレットの解砕・整粒によるものを示すが、この図から、実施例（図４（ａ））と比較例（図４（ｂ））についての組織構造には、ほとんど差がなく、本発明により製作された焼結ペレットは、従来技術と同等の組織構造を維持していることがわかる。 Next, FIG. 4 shows the result of comparison of the structure of the examples and the comparative examples when the sintered pellets are used. As shown in the figure, the tablet is crushed and sized, but from this figure, there is almost no difference in the structure of the example (Fig. 4 (a)) and the comparative example (Fig. 4 (b)). It can be seen that the sintered pellets produced according to the present invention maintain a structure equivalent to that of the prior art.
なお、前述した実施例１は、酸化物燃料ペレットとしてＵＯ２燃料ペレットの製造であるが、ウラン・プルトニウム混合酸化物（ＭＯＸ）燃料ペレットの製造についても同様に適用することができる。 Incidentally, embodiment 1 described above, although the production of UO 2 fuel pellets as the oxide fuel pellets, can be similarly applied for the preparation of uranium-plutonium mixed oxide (MOX) fuel pellet.
Ｓ１…造粒工程、Ｓ１−１…混練工程、Ｓ１−２…押出工程、Ｓ１−３…整粒工程、Ｓ２…ペレット成形工程、Ｓ３…焼結工程。 S1 ... Granulation step, S1-1 ... Kneading step, S1-2 ... Extrusion step, S1-3 ... Sizing step, S2 ... Pellet forming step, S3 ... Sintering step.
Claims (5)
前記造粒は、前記混練物を押出して短い棒状物を形成する第１造粒工程と、前記棒状物を回転プレートによって小片に切断するとともに整粒する第２造粒工程とによって行われることを特徴とする核燃料ペレットの製造方法。 In the method for producing nuclear fuel pellets, which is produced by adding an agglomeration aid to uranium oxide powder or uranium / plutonium mixed oxide powder and kneading, granulating, molding and sintering the kneaded product,
The granulation is performed by a first granulation step in which the kneaded product is extruded to form a short rod-like product, and a second granulation step in which the rod-like product is cut into small pieces by a rotating plate and sized. A method for producing nuclear fuel pellets.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2978158A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-25 | Patrick Francis Blondelle | Recovery of polyvinyl butryl or polyvinyl butryl waste, which is separated from silica glass that is recovered in slag or fumes, is reduced into small pieces or powder and is useful as a fuel for a boiler or incineration system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10186075A (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Manufacture of nuclear fuel pellet |
| JPH11183686A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-09 | Mitsubishi Materials Corp | Manufacture of nuclear fuel particle and nuclear fuel pellet |
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2009
- 2009-07-29 JP JP2009176332A patent/JP5626675B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10186075A (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Manufacture of nuclear fuel pellet |
| JPH11183686A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-09 | Mitsubishi Materials Corp | Manufacture of nuclear fuel particle and nuclear fuel pellet |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6013062926; 石井徹哉 他２名: '高性能Ａｍ含有酸化物燃料の開発-４ （ＩＶ）Ａｍ含有酸化物燃料の製造技術開発（３）' 日本原子力学会 ２００８年秋の大会予稿集ＣＤ-ＲＯＭ , 20080821, ｐ．６０７，ＣＤ-ＲＯＭジャケット * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2978158A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-25 | Patrick Francis Blondelle | Recovery of polyvinyl butryl or polyvinyl butryl waste, which is separated from silica glass that is recovered in slag or fumes, is reduced into small pieces or powder and is useful as a fuel for a boiler or incineration system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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