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瀬川 智臣; 山本 和也; 牧野 崇義; 磯 秀敏; 川口 浩一; 石井 克典; 佐藤 寿人; 深澤 智典*; 福井 国博*
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference / Light Water Reactor Fuel Performance Conference (Global/Top Fuel 2019) (USB Flash Drive), p.738 - 745, 2019/09
核燃料物質の有効利用のため、MOX燃料製造プロセスにおいて混合酸化物ペレットの乾式粉砕技術の開発を進めてきた。乾式回収粉の粒径を250
m以下の範囲で制御する技術を開発するために、粒度約500mの模擬粉末を用いて、石臼式粉砕機および衝突板式ジェットミル両方の性能を評価した。石臼式粉砕機においては砥石間のクリアランス、また衝突板式ジェットミルにおいては分級ゾーンのクリアランスと仰角を調整することにより、粒径を250m以下の範囲で制御できることが明らかとなった。さらに、衝突板式ジェットミルは分級機のパラメータを細かく調整することができるため、粒径制御に適していると考えられる。
川口 浩一; 瀬川 智臣; 山田 美一; 鈴木 政浩
no journal, ,
MOXペレットの焼結密度調整に適した粒度分布を有する乾式回収粉調製のための粉砕機選定を目的として、複数の粉砕方式について性能・特性の評価を進めている。このうち、使用圧力の異なる2種類のジェットミルについて、模擬原料に対する粉砕特性をテストした結果を報告する。
瀬川 智臣; 山本 和也; 牧野 崇義; 磯 秀敏; 佐藤 寿人
no journal, ,
MOXペレットの乾式回収粉の粒度調整を目的として、衝突板式気流粉砕機の分級性能に影響を及ぼす遠心分級機の最適化について検討を行った。乾回粉の粒度を10-250mの範囲で調整するため、衝突板式気流粉砕機において、新たに作製した遠心分級機の構成機器等をパラメータとした模擬原料粉の粉砕試験を実施した。衝突板式気流粉砕機の遠心分級機のパラメータを最適化することにより、乾回粉を10-250mの範囲で粒度調整が可能となる見通しが得られた。
山本 和也; 牧野 崇義; 磯 秀敏; 佐藤 寿人
no journal, ,
MOX燃料ペレットの乾式回収粉を約10
250mの範囲で粒度調整することを目的とし、石臼式及び衝突板式気流粉砕機の選定・評価を行った。両粉砕機ともに粒度調整が可能であることを確認したが、試験結果を総合的に評価し、衝突板式気流粉砕機が粒度調整技術の開発に適していると判断した。本試験で得られた課題・改良点を次年度の試験に反映し、引き続き粒度調整技術の開発を進めた。
川口 浩一; 瀬川 智臣; 山田 美一; 鈴木 政浩
no journal, ,
高速炉用MOX燃料製造における、乾式リワークに採用する粉砕機選定のため、石英砂及び酸化鉄焼結体解砕粉を模擬原料粉としてジェットミルの粉砕特性の評価を行った。最大で40mにピークをもつ粉砕粉が得られ、供給速度により狭い範囲でピーク粒径を調整できることが分かった。
川口 浩一; 瀬川 智臣; 山本 和也; 牧野 崇義; 磯 秀敏; 石井 克典
no journal, ,
資源の有効利用とPu在庫低減のために、燃料製造における規格外ペレットのリワークが必要である。乾式回収粉の粒径及び原料粉への添加率を調整することで、密度降下剤無しでペレットの焼結密度をコントロールできる。衝突板式粉砕機の分級ゾーンと粉砕室を分離し、分級と粉砕を段階的に行うことで、粉砕室における粒子の粉砕特性を評価した。分級・粉砕を5サイクルを繰り返す間にピーク粒径が徐々に減少した。望ましい粒径の粒子を主要成分にもつ粉砕粉が得られる粉砕機として衝突板式粉砕機は有望である。
牧野 崇義; 山本 和也; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 磯 秀敏
no journal, ,
MOXペレットの乾式回収粉の粒度調整技術開発を目的として、硬度が同程度で密度(比重)の異なる材質により製作した模擬ペレットを用いた粉砕・分級試験を実施した。衝突板式気流粉砕機の分級性能に影響を及ぼす遠心分級機のクリアランス等をパラメータとした粉砕・分級試験の結果を報告する。
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*
no journal, ,
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。
山本 和也; 瀬川 智臣; 牧野 崇義; 川口 浩一; 磯 秀敏; 石井 克典
no journal, ,
乾式回収粉(乾回粉)の粒度を約250m以下の範囲で調整するため、衝突板式気流粉砕機による模擬乾回粉の粒度調整試験及び密度制御技術開発のための粒度調整粉を用いた成型・焼結試験を実施した。本試験結果により、衝突板式気流粉砕機のパラメータを調整することにより、粒度調整範囲の拡大が可能となること、また粒度調整粉を用いて、ペレットの焼結密度制御が可能となる見通しを得た。
川口 浩一; 山本 和也; 瀬川 智臣; 石井 克典; 牧野 崇義; 磯 秀敏
no journal, ,
模擬原料粉と模擬乾式回収粉との混合比率を10:0から0:10まで変えて得られたペレット焼結密度データを解析し、乾式回収粉の粒子径分布および原料粉との混合割合から焼結密度を予測する手法の検討を行った。
山本 和也; 瀬川 智臣; 牧野 崇義; 川口 浩一; 磯 秀敏; 石井 克典
no journal, ,
乾式回収粉(乾回粉)の粒度調整が可能な衝突板式気流粉砕機を用いた密度制御技術開発のための成型・焼結試験および衝突板式気流粉砕機を導入した乾式リサイクルのための試験設備の検討を実施した。
中道 晋哉; 砂押 剛雄*; 宇野 弘樹*; 山田 忠久*; 奥村 和之
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MOX粉末のような混合粉末の焼結の場合、成形体は昇温中に収縮を開始したのち、一旦収縮速度が低下し、その後さらに高温となった際に再度収縮速度が増加する挙動を示す。特に低温側ではUO同士の粒子間の拡散に伴う収縮が、高温側でUO-PuO間の固溶体形成のための拡散に伴う収縮が生じるとされている。一方、乾式回収粉末は燃料仕様から外れた焼結体を乾式法にて粉砕処理し再粉末化したもので、製造過程において原料とともに所定量混合し再利用される粉末であるが、一度焼結を経験しているため焼結前から固溶体を形成した粉末とみなすことができる。本研究では、乾式回収粉末の焼結性を理解するため、乾式回収粉末単独の試験体を用いて、熱膨張計による収縮挙動を評価した。乾式回収粉末は一般的な混合粉末の収縮挙動とは異なり、昇温時において2段階の収縮挙動を示さず、UOのような未混合粉に近い挙動を示した。
瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典; 山本 和也; 牧野 崇義; 奥村 和之
no journal, ,
既往の研究において、焼結体の金相写真から乾式回収粉粒子の周囲に空隙が形成される傾向が観察されているが、乾式回収粉粒子由来の部分と原料粉由来の部分を完全に識別するのは困難であった。本件では、乾式回収粉によるペレット焼結密度の制御に係るメカニズムを明らかにすることを目的とし、焼結体中の模擬乾回粉由来の領域を特定するために、CeO中にトレーサーとして酸化ジルコニウム(ZrO)を添加した(Ce,Zr)O焼結体を粉砕・粒度調整して得た(Ce,Zr)O模擬乾式回収粉の粒子径分布及びCeO原料粉と模擬乾式回収粉との混合割合をパラメータとしたペレットの成型・焼結実験を行い、微細構造の評価を実施した。
林崎 康平; 廣岡 瞬; 砂押 剛雄*; 中道 晋哉; 村上 龍敏
no journal, ,
乾式回収MOX粉末は仕様から外れた焼結体を粉砕したものであり、一度焼結を経験している粉末であるため、原料粉末と比べて収縮しづらいことや、焼結前から固溶体を形成している特徴がある。今回、様々な乾式回収MOX粉末の焼結試験を行い、粒度分布と焼結挙動の関係を評価した。平均粒径が小さい粉末ほど収縮率が大きく、昇温速度が小さいほど焼結密度が大きくなる結果が得られた。また、収縮曲線を用いてマスターシンタリングカーブを作成し、各粉末の見かけの活性化エネルギーを評価した。
瀬川 智臣; 高島 颯人; 山本 和也; 小野 高徳; 奥村 和之; 川口 浩一; 石井 克典
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量産規模での乾式回収粉の粉砕処理において、過大な粒子径の粒子を含まない乾回粉を効率的に得るため、分級機能を有する粉砕設備が求められている。原料粉の供給速度が大きくなると粉砕粉の最大粒子径が増大する傾向があるため、分級方法に着目し、分級機能を有する衝突板式気流粉砕機およびスパイラル気流粉砕機を用いて量産規模での粉砕試験を実施した。本試験の結果、模擬原料粉の供給速度の増加に従い、それぞれ最大粒子径が増大する傾向に差が見られた。各粉砕機の分級機能の特性の違いに起因するものと考えられる。