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Innovative powder production and granulation for advanced MOX fuel fabrication

先進モックス燃料製造のための革新的な粉末製造と造粒

栗田 勉; 加藤 良幸; 吉元 勝起; 鈴木 政浩; 木原 義之; 藤井 寛一

Kurita, Tsutomu; Kato, Yoshiyuki; Yoshimoto, Katsunobu; Suzuki, Masahiro; Kihara, Yoshiyuki; Fujii, Kanichi

高度な混合酸化物燃料に関して、革新的なMOX粉末製造のために、マイクロ波脱硝に合うように特に設計された容器を、破砕、及び造粒に利用し、有機系潤滑剤や、工程間の粉末移送を使用しない新しい概念の製法を導入した。この概念を実現化させるために、2つの試みが試験された。(1)特別設計された3翼羽根は補助羽根と結合された。(2)ユニークな形状をした混合羽根は補助羽根と結合され、自動軌道の複合回転をする。造粒処理において、撹拌羽根は造粒の成長を促進させるが、補助羽根は過大な粒子を切ることで過度の成長を抑制させる。これらの造粒器は、添加剤として少量の水を使用する。その結果、純粋なWO$$_{3}$$モデル粉で顆粒の主な直径は、400$$sim$$1000ミクロン、流動性は82$$sim$$85が得られた。したがって、望ましい粉体物性と簡素な核物質製造の両方を満たし、運転効率改良とコスト低減の見通しが得られた。

With regard to advanced MOX fuel fabrication, a new concept in which one vessel especially designed to meet microwave de-nitration is utilized also for crushing and for granulation, without organic lubricant nor powder transfer across the processes, was introduced for innovative MOX powder production. In order to realize this concept, two attempts were made: A specially designed three blade impeller coupled with auxiliary blade. A uniquely shaped mixing blade coupled with an auxiliary blade having auto-orbital hybrid rotation. The mixing blade promotes the growth of particles, whereas the auxiliary blade suppresses the overgrowth by chopping larger particles. These granulators use a little water as binder. As a result, major diameter of granule 400-1000 micron and flow-ability 82-85 was obtained with fine WO$$_{3}$$ model powder. Therefore, a prospect to satisfy both desirable powder properties and simplified nuclear material production was opened, as well as improvement of working efficiency and cut down on costs.

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