Feasibilyty study on a simplified MOX pellet fabrication process, the short process, for fast breeder reactor fuel

高速増殖炉燃料用簡素化ペレット製造法,ショートプロセスの技術的成立性に関する研究

朝倉 浩一; 武内 健太郎 ; 牧野 崇義 ; 加藤 良幸 

Asakura, Koichi; Takeuchi, Kentaro; Makino, Takayoshi; Kato, Yoshiyuki

簡素化MOXペレット製造法,ショートプロセスの技術的な成立性について研究を行った。プルトニウム含有率を30%に調整した約300gのMH-MOX粉末は、転動造粒装置により後続のペレット成型及び焼結プロセスで処理可能な形態に成功裏に処理できた。転動造粒された30%PuO-MOX粉末は、ダイ潤滑成型法により中空ペレットへ直接かつスムーズに成型可能であった。ダイ潤滑成型法を用いて調整したペレットは、従来法である粉末潤滑法により調整したペレットよりも高い引張強度を示した。このプロセスでは、グリーンペレット中の添加剤の量を約0.06wt%に制御可能であり、グリーンペレットの脱脂と焼結を同一の炉で処理可能である。転動造粒された30%PuO-MOX粉末の平均粒径を制御することにより、1700C 2時間の焼結後に95%以上の理論密度を有するペレットを得ることができた。以上より、MOX中空ペレットを製造するにあたり、ショートプロセスは技術的に成立すると結論付けられる。

Technological feasibility of a simplified MOX pellet fabrication process, the short process, was studied. About 300 g MH-MOX powder with adjusted plutonium content to 30% could be successfully processed by a tumbling-granulator for subsequent pelletizing and sintering processes. The granulated 30%PuO-MOX powder could be pressed into green annular pellets directly and smoothly when using a die wall lubrication method. The pellet tensile strengths were compared for a granulated molybdenum powder and they were higher for pellets obtained when using the die wall lubrication method than when using the conventional powder mixing method. The amount of additives in the green pellets could be controlled at 0.06wt% in this process. It is therefore, possible to carry out de-waxing and sintering of green pellets in the same furnace. By controlling the average particle sizes of granulated 30%PuO-MOX powders, pellets with more than 95% theoretical density could be obtained after 1700 C for 2 h. As a result, it can be concluded that the short process is technoligically feasible to fabricate MOX annular pellets.