Experiences in MOX fuel fabrication for the advanced thermal reactor, ATR, Fugen

新型転換炉「ふげん」用混合酸化物燃料製造の経験

沖田 高敏; 須藤 勝夫 ; 木原 義之; 朝倉 浩一; 小島 久雄

Okita, Takatoshi; Sudo, Katsuo; Kihara, Yoshiyuki; Asakura, Koichi; Ojima, Hisao

原子力機構は、1974年から2001年にかけて、プルトニウム燃料第二開発室で773体の新型転換炉「ふげん」用のMOX燃料を製造した。この製造工程の主な特徴は、ボールミルによる一段混合,無造粒による成型、バッチ炉による焼結である。一段混合法では、秤量した各種原料粉末をボールミルのみで仕様のプルトニウム富化度に粉砕混合される。MOX粉末はボールミルによりミクロンサイズの粒子に粉砕され、その後の添加剤混合工程で造粒したように二次粒子が形成される。添加剤混合工程での二次粒子の形成により、「ふげん」用の成型金型に容易に充填できる流動性が得られる。「ふげん」燃料製造では、円筒形のバッチ炉を焼結炉及び脱脂炉に使用した。円筒形状の炉は優れた均熱性を有しおり、焼結ペレットの密度は仕様に対して十分小さな標準偏差となった。プルトニウム燃料第二開発室で製造した「ふげん」用燃料集合体は、照射により一体も破損することはなかった。28年間に渡る「ふげん」燃料製造を通じて、ボールミルによる一段混合、無造粒による成型、バッチ炉による焼結といった枢要技術が、年間10トン規模の燃料製造適用できることを確証した。

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