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高速炉用炭化物燃料の製造研究(その1) 炭化ウランの調製とそのペレット焼結

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武藤 正*; 成木 芳; 成田 大祐*; 高信 修*

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出発原料としてセラミック級酸化ウラン(-200mesh、UO$$_{2}$$、U$$_{3}$$O$$_{8}$$)と原子炉級黒鉛(200$$sim$$325mesh)を用いて諸条件を検討した。その結果、大略の条件は把握でき、焼結密度90$$sim$$91%T.D.(寸法法で測定)のペレットが得られた。主な条件と挙げると下記の通りである。加熱炭素還元反応については、(1)酸化ウランと黒鉛の混合モル比をC/UO2=2.95、C/U3O8=9.85にする。(2)混合はボールミルでおこなう。(3)バインダーとしてはPVAを用いたか粒化または加圧ペレット化(1$$sim$$2t/cm3)をおこなうが、低温(300$$sim$$350$$^{circ}C$$)で脱バインダーすることが必要で、(4)最終加熱は1800$$^{circ}C$$、1$$sim$$4$$times$$10-3Torr.で4時間おこなう。粉末治金工程については、a.バインダーとしてはパラフィンワックスを0.5w/o添加して2.5t/cm3で成型する。b.加熱はまずバインダーを除去するために350$$^{circ}C$$までの低温で非常にゆっくり真空加熱する。その後急速に昇温して、1800$$^{circ}C$$、1$$sim$$4$$times$$10-3Torr.で2時間半保持する。c.炭化物取扱いグローブボックスのアルゴンガス雰囲気の純度をH$$_{2}$$O:100ppm以下(平均、40$$sim$$50ppm)、O$$_{2}$$:10ppm以下(平均3ppm)に保てば粉末の酸化は低く押えられる。

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