Research on the improvement of particle size adjustment technology of dry recovered powder and the sintered density control

乾式回収粉の粒度調整技術の向上と焼結密度制御に関する研究

瀬川 智臣 ; 川口 浩一  ; 石井 克典 ; 山本 和也; 牧野 崇義 ; 磯 秀敏 ; 深澤 智典*; 福井 国博*

Segawa, Tomoomi; Kawaguchi, Koichi; Ishii, Katsunori; Yamamoto, Kazuya; Makino, Takayoshi; Iso, Hidetoshi; Fukasawa, Tomonori*; Fukui, Kunihiro*

原子力機構では、核燃料物質の有効利用のため、規格外MOX燃料ペレットの再利用を目的とした乾式回収粉の粒度調整技術の開発を進めている。MOX原料粉末に対する乾式回収粉の添加量や粒度を調整することにより、ポアフォーマを添加せず、MOXペレットの密度を約85%T.D.に制御することが可能である。また、乾式回収粉について、250m以下で粒度調整することが求められていることから、粗粉砕により調製した粒度約500mの模擬粉末(CeO)を用いて、衝突板式気流粉砕機(粉砕機)の運転パラメータが粉砕特性や焼結性に及ぼす粉砕粉の影響を評価した。粉砕機の遠心分級機のクリアランスを狭めることにより、250m以下の範囲で粒度調整が可能となることを確認した。粉砕機の運転パラメータを調整することにより、約250m以下で粉砕粉の粒度を細かく制御できるため、MOX乾式回収粉においても粒度調整が可能と期待される。さらに、粉砕機により得られた粉砕粉30wt%を原料粉に添加し、成型, 焼結を行った結果、約85.0%T.D.のペレットが得られた。これにより、本粉砕機は粒度調整や焼結密度制御に有望な手法と期待される。

Japan Atomic Energy Agency has been used out of specification mixed oxide (MOX) pellets as a dry recovered powder for the effective use of nuclear fuel material in the MOX fuel fabrication process. The densities of the sintered MOX pellets can be controlled to about 85 %T.D. without adding pore former by adjusting the amount and the particle size of the dry recovered powder into the raw powder. It is required to adjust the particle size of the dry recovered powder to under 250 m, the influence of the operating parameters of the collision plate-type jet mill on the characteristics of pulverization and the influence of pulverized powders on sintering properties were evaluated. The clearance was narrowed, the pulverized powders were confirmed to be adjusted for the particle diameter of under 250 m, and the pellet prepared from the pulverized powder with density of about 85.0 %T.D. was obtained.