Influence of heating method on size and morphology of metallic oxide powder synthesized from metallic nitrate solution

金属硝酸塩溶液から合成した金属酸化物粉末の粒径と形態に加熱法が及ぼす影響

瀬川 智臣 ; 深澤 智典*; 山田 美一 ; 鈴木 政浩 ; 吉田 英人*; 福井 国博*

Segawa, Tomoomi; Fukasawa, Tomonori*; Yamada, Yoshikazu; Suzuki, Masahiro; Yoshida, Hideto*; Fukui, Kunihiro*

核燃料再処理において、マイクロ波加熱脱硝法により硝酸プルトニウム・硝酸ウラニル混合溶液を酸化物粉末に転換している。模擬試料として硝酸銅水溶液を用い、マイクロ波加熱法および赤外線加熱法による酸化銅の合成を行い、昇温速度が粒子形態や粒径に及ぼす影響を評価した。各加熱法により得られた粒子の粒子形態は類似しており、昇温速度の増加に従い粒径が減少する傾向を示した。また、マイクロ波加熱法により得られた粒子は赤外線加熱法に比べて粒径が小さく、粒度分布がブロードになる等の特徴を有することを確認した。マイクロ波照射時に試料に発生する温度分布と粒度分布との関係性について、数値シミュレーションによる検討を行った。

A mixed solution of uranyl nitrate and plutonium nitrate is converted to MOX raw powder by the microwave heating de-nitration method in nuclear reprocessing. Copper oxide synthesized by heating de-nitration was used as a model for the de-nitration process. The microwave heating method (MW) and infrared heating method (IR) were used, and how they and their heating rate influence the obtained particle morphology and size were investigated. The particles obtained by the MW and IR were sufficiently similar in the surface morphology and the mass median diameter was decreased by the increased heating rate. The mass median diameters by the MW were the heating rate and smaller than those obtained by IR. The particle size distribution of the particle obtained by the MW was broader than that by the IR. The relationship of the temperature distribution and particle size distribution by the MW was discussed by the numerical simulation.