Effects of heating conditions on the particle characteristics of uranium oxide powders synthesized from uranyl nitrate solutions via microwave heating

マイクロ波加熱により硝酸ウラニル溶液から調製した酸化ウラン粉末の粒子特性に及ぼす加熱条件の影響

瀬川 智臣 ; 川口 浩一  ; 石井 克典 ; 深澤 智典*; 福井 国博*

Segawa, Tomoomi; Kawaguchi, Koichi; Ishii, Katsunori; Fukasawa, Tomonori*; Fukui, Kunihiro*

使用済み燃料から回収した硝酸プルトニウム・硝酸ウラニル混合溶液をマイクロ波加熱により混合酸化物に転換している。マイクロ波加熱脱硝においては、加熱効率および粉末特性の向上が重要であるため、本研究では、マイクロ波加熱脱硝の高度化を目的とし、マイクロ波加熱により硝酸ウラニル溶液から調製した三酸化ウラン(UO)粉末の粒子特性に及ぼす断熱材および加熱速度の影響を評価した。断熱剤を使用した場合、断熱材を使用しない場合と比較して、同じマイクロ波出力において加熱速度が顕著に増加することを確認した。また、断熱剤を使用した場合と使用しない場合のいずれの場合においても、加熱速度が増加するにつれてUO粉末の質量中央径は減少した。さらに、すべてのマイクロ波出力において、断熱剤を用いた場合、断熱剤を用いない場合に比べてUO粉末の質量中央径が減少することが明らかになった。本試験の結果、加熱条件を調整することにより、UO粉末の粒子特性を制御可能であることがわかった。

In the conversion process, a mixed solution of plutonium nitrate and uranyl nitrate recovered from spent fuel is converted into mixed oxide through microwave heating. Both, improvements in heating efficiency and powder characteristics, are important in microwave heating denitration. This study aims to advance microwave heating denitration. Thus, we investigated the effects of heating conditions when using an adiabator and the temperature rising rate of the particle characteristics of a uranium trioxide (UO) powder synthesized from uranyl nitrate solutions through microwave heating. The temperature rising rate significantly increased when the adiabator was used compared to when not used at the same microwave power. The mass median diameters of the UO powders decreased with the increasing temperature rising rate with and without using the adiabator. Heating conditions can control the particle characteristics of UO powders.