DE1148663B - Verfahren zur Herstellung von Kernreaktor-Brennelementen aus einem Uranoxydgemisch - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

U6072Vnic/21g

ANMELDETAG: 20. MÄRZ 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 16. MAI 1963

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kernreaktor-Brennelementen aus einem Uranoxydgemisch, dessen Sintereigenschaft mit derjenigen von nichtstöchiometrischem Urandioxyd vergleichbar ist.

Uran hat die Eigenschaft, nichtstöchiometrische Oxyde zu bilden. Einige dieser Oxyde mit der Zusammensetzung UO₂₀₂ bis etwa UO₂₃ sind bei der Herstellung von Sinterkörpern von Interesse, da sie dichtere Körper ergeben, als sie mit stöchiometrischen, bei der gleichen Temperatur gesinterten Oxyden erhalten werden. Außerdem kann bei nichtstöchiometrischen Oxyden die Sintertemperatur niedriger als bei stöchiometrischen Oxyden gehalten werden, um Sinterkörper der gleichen Dichte herzustellen.

Es sind bislang drei Verfahrensarten für das Herstellen von nichtstöchiometrischem UO₂ in Vorschlag gebracht worden:

a) die gesteuerte Reduktion von UO₃ oder U₃O₈ in Wasserstoff, um dadurch die gewünschte nichtstöchiometrische Abweichung bzw. Abart zu erhalten;

b) das Umwandeln von Ammonium-Diuranat in UO₃ durch Kalzinieren bzw. Rösten in Luft, ^a5 dem eine Wasserstoffreduktion folgt, um UO₂ mit entsprechend ausreichender Reaktivität zu erzeugen; dieses UO₂ absorbiert, wenn es bei Raumtemperatur der "Luft ausgesetzt wird, und führt zu einer nichtstöchiometrischen Uranoxyd-Verbindung;

c) die gesteuerte Oxydation des stöchiometrischen UO₂.

Bei den Verfahren nach der Erfindung wird ein Gemisch aus UO₂- und U₃O₈-Pulver, dessen U₃O₈-Anteil 5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, hergestellt und verdichtet, das verdichtete Gemisch dann in einer Schutzatmosphäre bei einer Temperatur von 1200 bis 1500° C gepreßt und gesintert.

So kann nach der Erfindung z. B. ein Gemisch aus 70 : 30 Gewichtsteilen UO₂/U₃O₈ (etwa UO_2>20 entsprechend) in einer Kugelmühle gemahlen werden, um es zu verdichten, und daraufhin durch ein Trommelverfahren bzw. Umwälzen in eine körnige Form gebracht werden. Die so gebildeten Körnchen können in Argon lose gesintert werden, so daß sie gesinterte Körper in Form von dichten Kugeln bilden; sie können aber auch kalt verdichtet und in Argon gesintert werden, und zwar in einem Tempera-Verfahren zur Herstellung

von Kernreaktor-Brennelementen

aus einem Uranoxydgemisch

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 19. Juli 1958 (Nr. 23 257)

George Elliot Christie, London,
ist als Erfinder genannt worden

turbereich von 1200 bis 1500° C über eine Zeitdauer von ¹Ii bis 2 Stunden, um gesinterte Brennstoffkörper von ungefähr 97 %> der theoretisch erreichbaren Dichte zu erhalten.

Claims (4)

1. PATE N TA N SPRUCH ΕΙ. Verfahren zur Herstellung von Kernreaktor-Brennelementen aus einem Uranoxydgemisch, dessen Sintereigenschaft mit derjenigen von nichtstöchiometrischem Urandioxyd vergleichbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus UO.,- und UoOc-Pulver, dessen

   U₃O_a-Anteil

   5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, hergestellt und verdichtet wird, das verdichtete Gemisch dann in einer Schutzatmosphäre bei einer Temperatur von 1200 bis 1500° C gepreßt und gesintert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verdichtete Gemisch in einer Trommel behandelt wird, um körnige Körper herzustellen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen Körper im Temperaturbereich von 1200 bis 1500⁰C gesintert werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen Körper verdichtet und im Temperaturbereich von 1200 bis 1500° C gesintert werden.