JP2014062768A - 軽水炉用拡散制御部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内側の中空部と、微細孔を有する外殻部とを備えた塊状の保持体からなる、水に浮く粒状体とし、外殻部の孔径を主として20μm以下とする。
【選択図】図2
Description
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は、アルミナもしくはボロンの微粉末をバインダーと共に練り合わせたペースト1でパラフィンワックス粒子2の周囲を包み、さらにその外側にミクロンオーダーのボロン粉末3を付着させたものである。このような複合粒子は、公知の混合装置でパラフィンワックスとバインダー樹脂およびアルミナもしくはボロン微粉末を混合してパラフィンワックス粒子2をペースト1で被覆した粒径が1mm程度の粒子を作製し、この粒子とボロン粉末3とを混合することで作製することができる。これを1500℃程度で焼結すると、パラフィンワックスは溶融、揮発し、一方、ボロン粉末3中のボロン原子はアルミナ中に拡散、もしくはボロンが焼結する。これにより、図2に示すように、アルミナもしくはボロンの微細孔を有する外殻部(保持体)4にボロン原子5が分散した中空のボール(制御部材)6を作製した。なお、微細孔の孔径は主として5μmであった。できあがったボール6の外径を1.0mm、内径を0.9mm、アルミナとボロンの体積比を1:2とすると、以下の計算によりこれが水に浮くか否かが判定できる。なおアルミナの比重は4.0、ボロンの比重は2.3とし、アルミナで浮くならばボロンも浮くものと判定する。
平均粒径が10μmのボロン粉末10とパラフィンワックス11とを体積比1:1となるように加熱混練した後、公知の造粒法により粒径が約1mmの球状の混練物を作製した。次に、この球状の混練物と平均粒径が0.5μmのアルミナ微粉末12を回転式の混合機で混合することで、表面にアルミナ微粉末12が付着した複合粒子を作製した(図3参照)。次に、この複合粒子を大気中1500℃にて120分間焼結することにより、アルミナの外殻部(保持体)13の中空内周面にボロン粉末10が固着した中空のボール(制御部材)14を作製した(図4参照)。なお、焼結温度と焼結時間を調整することにより、ボロン粉末10の一部または全部を外殻部(微細孔を有する)13内に拡散させることができる。
第1実施形態においてアルミナ微粉末の代わりにステンレス鋼の微粉末を用いた。平均粒径が2〜5μmのSUS430粉末を用い、図1に示すものと同等の複合粒子を作製した。これを非酸化性雰囲気で750℃と1000℃にて焼結し、ステンレス鋼の微細孔を有する外殻部にボロンが合金化するとともに外周面にボロンが固着した中空のボール(制御部材)を作製した。
実施形態2においてアルミナ微粉末の代わりにステンレス鋼の微粉末を用いた。平均粒径が2〜5μmのSUS430粉末を用い、図3に示すものと同等の複合粒子を作製した。これを非酸化性雰囲気で750℃と1000℃にて焼結し、ステンレス鋼の外殻部にボロンが合金化するとともに微細孔を有する外殻部の内周面にボロンが固着した中空のボール(制御部材)を作製した。なお、微細孔の孔径は主として5μmであった。
実施形態1においてアルミナ微粉末の代わりに鉄−ボロン合金粉末を用いた。平均粒径が1μmの鉄−ボロン合金粉末を用い、図1に示すものと同等の複合粒子を作製した。これを非酸化性雰囲気で750℃と1000℃にて焼結し、鉄−ボロン合金の外殻部にボロンが合金化するとともに微細孔を有する外殻部の外周面にボロンが固着した中空のボール(制御部材)を作製した。なお、微細孔の孔径は主として5μmであった。
実施形態2においてアルミナ微粉末の代わりに鉄−ボロン合金粉末を用いた。平均粒径が1μmの鉄−ボロン合金粉末を用い、図3に示すものと同等の複合粒子を作製した。これを非酸化性雰囲気で750℃と1000℃にて焼結し、鉄−ボロン合金の外殻部にボロンが合金化するとともに微細孔を有する外殻部の内周面にボロンが固着した中空のボール(制御部材)を作製した。なお、微細孔の孔径は主として5μmであった。
実施形態1においてアルミナ微粉末の代わりにニッケル−ボロン合金粉末を用いた。平均粒径が0.8μmのニッケル−ボロン合金粉末を用い、図1に示すものと同等の複合粒子を作製した。これを非酸化性雰囲気で1000℃にて焼結し、ニッケル−ボロン合金の外殻部にボロンが合金化するとともに微細孔を有する外殻部の外周面にボロンが固着した中空のボール(制御部材)を作製した。なお、微細孔の孔径は主として5μmであった。
実施形態2においてアルミナ微粉末の代わりにニッケル−ボロン合金粉末を用いた。平均粒径が0.8μmのニッケル−ボロン合金粉末を用い、図3に示すものと同等の複合粒子を作製した。これを非酸化性雰囲気で1000℃にて焼結し、ニッケル−ボロン合金の外殻部にボロンが合金化するとともに微細孔を有する外殻部の内周面にボロンが固着した中空のボール(制御部材)を作製した。なお、微細孔の孔径は主として4μmであった。
膨張黒鉛の粉末(粒径1mm以下)にボロンを充填することで制御部材を作製した。化学反応を用いて黒鉛のシート間に所定の物質を挿入し、これを急加熱することにより層間に挿入された物質を燃焼・ガス化させて、膨張黒鉛を製造した。その時に生じたガスの放出が爆発的に層と層の間を押し広げるので、黒鉛が層の積み重なり方向に膨張した。黒鉛の膨張により形成された多量の空隙にホウ酸水を真空含浸させ、これを加熱して水分を蒸発させることで、微細孔を有する制御部材を製造した。なお、微細孔の孔径は主として5μmであった。この制御部材は多量の空隙を含むため水に浮かせることが可能である。なお、黒鉛と水は濡れ性が悪いため、上記空隙に原子炉圧力容器内の冷却水が侵入することは無い。
2 パラフィンワックス粒子
3 ボロン粉末
4 外殻部
5 ボロン原子
6 ボール(制御部材)
10 ボロン粉末
11 パラフィンワックス
12 アルミナ微粉末
13 外殻部
14 ボール(制御部材)
Claims (9)
- 内側の中空部と、微細孔を有する外殻部とを備えた塊状の保持体からなる、水に浮く粒状体であり、
上記外殻部の孔径は主として20μm以下であることを特徴とする軽水炉用制御部材。 - 前記保持体は、1つの外殻部単体からなるまたは複数の外殻部が結合したものであることを特徴とする請求項1に記載の軽水炉用拡散制御部材。
- 前記保持体は、ボロンおよび/またはボロン化合物を保持することを特徴とする請求項1または2に記載の軽水炉用制御部材。
- 前記ボロンおよび/またはボロン化合物は、前記外殻部の内部に分散していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の軽水炉用拡散制御部材。
- 前記ボロンおよび/またはボロン化合物は、前記外殻部の内壁部に付着していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の軽水炉用拡散制御部材。
- 前記保持体は膨張黒鉛からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の軽水炉用拡散制御部材。
- 前記ボロン化合物は、炭化ボロン、酸化ボロン、および窒化ボロンから選ばれた1種または2種以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の軽水炉用拡散制御部材。
- 前記保持体は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムから選ばれた1種または2種以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の軽水炉用拡散制御部材。
- 前記保持体は、ステンレス鋼、鉄−ボロン合金またはニッケル−ボロン合金であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の軽水炉用拡散制御部材。
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JP2012206943A JP2014062768A (ja) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 軽水炉用拡散制御部材 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2012206943A Pending JP2014062768A (ja) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 軽水炉用拡散制御部材 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016189717A1 (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー (ホンコン) リミテッド | 冷凍サイクル装置 |
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JPH10182264A (ja) * | 1996-02-21 | 1998-07-07 | Mikuni:Kk | セラミック造粒体 |
JP2008039617A (ja) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 中性子吸収材及びその製造方法 |
-
2012
- 2012-09-20 JP JP2012206943A patent/JP2014062768A/ja active Pending
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