DE1646973C

DE1646973C - Process for the production of a core fuel

Info

Publication number: DE1646973C
Authority: DE
Inventors: Geert Hamburg Fokko Wessel Petten Engel Albertus Johannes Gerardus Heiloo Versteeg, (Niederlande)
Original assignee: Reactor Centrum Nederland, Den Haag (Niederlande)
Publication date: 1972-08-03

Description

ι ^U 2ι ^U 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung matrix des Spaltmaterials auf, wodurch das Gift eines Kernbrennstoffs durch Mischen von über- wenn es an eine Stelle nut höherem Neutronenfluß stöchiometrischem Urandioxyd, unter Umständen gelangt, schneller verbrennt, afc ursprünglich vorunter Zusatz _:yqn Thoriumdioxyd oder Plutonium- gesehen war. Diese beiden Effekte können dazu dioxyd, mit einer geringen Menge von Neutronen 5 führen, daß der Reaktor plötzlich nicht menr kri-The invention relates to a method for producing a matrix of the fissile material, whereby the poison of a nuclear fuel burns faster by mixing over- if it reaches a point with a higher neutron flux stoichiometric uranium dioxide, under certain circumstances, afc originally with the addition _: yqn thorium dioxide or plutonium- was seen. These two effects can lead to a small amount of neutrons 5, that the reactor suddenly does not become more critical.

absorbierendem Material und einem Bindemittel, tisch istabsorbent material and a binding agent, table is

Formen der Mischung, Behandeln der Formkörper Will man nun die Oxydation des Metallbonds verin einer Kohlenmonoxyd enthaltenden Atmosphäre meiden, so liegt die Maßnahme nahe, als BrennstoffShaping the mixture, treating the shaped bodies If one now wants to avoid the oxidation of the metal bond in an atmosphere containing carbon monoxide, the next step is to use it as fuel

und Sintern. ein stöchiometrisches Urandioxyd zu verwenden.and sintering. to use a stoichiometric uranium dioxide.

Es ist bereits bekannt, einen keramischen Brennstoff io Dies hat jedoch wiederum den NachteU, daß es sich für Kernreaktoren dadurch herzustellen, daß eine kaum oder nur sehr schwer sintern laßt. Plutoniumverbindurig in einem organischen Lösurigs- Das dritte bekannte Verfahren hat den Nachteil, mittel gelöst und diese Lösung mit einem organischen daß die Lanthanidenoxyde" durch Mischoxydbildung Bindemittel vermischt wird. Dieses Gemisch wird beim Sintern homogen verteilt sind, so daß der vorpulverisiertem Urandioxyd zugesetzt. Der so vor- 15 stehend genannte Selbstabschirmungseffekt, wie er bereitete halbseitige Brennstoffkörper wird dann bei relativ großen, diskreten Absorberteilchen auftritt, preßverformt und gesintert. Das Sintern selbst erfolgt nicht erreicht werden kann.It is already known to use a ceramic fuel for nuclear reactors to be produced in that one can hardly or only with great difficulty sinter. Plutonium compounds in an organic solvent. The third known method has the disadvantage medium dissolved and this solution with an organic that the lanthanide oxides "by mixed oxide formation Binder is mixed. This mixture is homogeneously distributed during sintering, so that the pre-pulverized uranium dioxide is added. The self-shielding effect mentioned above, like him prepared half-sided fuel body will then occur with relatively large, discrete absorber particles, molded and sintered. The sintering itself cannot be achieved.

bei einer Temperatur zwischen 1400 und 1600⁰C in Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestehtat a temperature between 1400 and 1600 ⁰ C in The object of the present invention is

einer Atmosphäre aus Kohlendioxyd oder aus einem deshalb darin, ein Verfahren der eingangs genannteman atmosphere of carbon dioxide or one therefore in it, a method of the aforementioned

Gemisch von Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd ao Art zu schaffen, bei welchem eine gute Sinterungs-To create a mixture of carbon dioxide and carbon monoxide of a type in which a good sintering

(deutsche Auslegeschrift 1 159 334). dichte erreicht werden kann, ohne daß das Ab-(German interpretation document 1 159 334). density can be achieved without the

Weiterhin ist bekannt, einen dichten, gesinterten, sorbermaterial oxydiert.It is also known to oxidize a dense, sintered, sorber material.

aus Urandioxyd oder einem Gemisch desselben mit Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs Plutoniumdioxyd bestehenden Körper dadurch her- beschriebenen Art dadurch gelöst, daß als Abzustellen, daß ein gepreßter Körper aus Urandioxyd- 35 sorbermaterial Uranborid oder Thoriumborid verpulver oder ein Gemisch desselben mit Plutonium- wendet wird, die Behandlung in Kohlenmonoxyd entdioxydpulver in einer Atmosphäre aus Kohlendioxyd haltender Atmosphäre bei 350 bis 52O⁰C so lange oder Kohlenmonoxyd oder auch einem Gemisch durchgeführt wird, bis das Sauerstoffmetall-Verdieser beiden Gase auf eine Temperatur von min- hältnis zwischen 2,01 und 2,025 liegt, und in inerter destens 1300 und höchstens 155O°C erhitzt wird 30 Atmosphäre gesintert wird, (deutsche Auslegeschrift 1147 163). Die Zahlenwerte 2,01 und 2,025 sind wegen derfrom uranium dioxide or a mixture of the same with This object is achieved in the method of the initially plutonium dioxide existing body by the fact that a pressed body made of uranium dioxide sorber material powdered uranium boride or thorium boride or a mixture of the same with plutonium is used, the treatment in carbon monoxide powder in an atmosphere of carbon dioxide-containing atmosphere at 350 to 520 ⁰ C or carbon monoxide or a mixture is carried out until the oxygen metal-Verdieser both gases to a temperature of min- ratio between 2.01 and 2.025 is, and is heated in at least 1300 and at most 1550 ° C 30 atmosphere is sintered, (German Auslegeschrift 1147 163). The numerical values 2.01 and 2.025 are because of the

Schließlich ist noch ein Verfahren zur Herstellung schwierigen Handhabung des reduzierten und dabeiFinally, there is another method of making the reduced and difficult to handle

tines Kernbrennstoffs bekannt, in welchem das ab- nicht gesinterten Urandioxyds als Richtzahlen zutine nuclear fuel, in which the unsintered uranium dioxide is used as a guide

sortierende Material völlig homogen verteilt ist Dies betrachten.sorting material is completely homogeneously distributed Consider this.

wird dadurch erreicht, daß die als Absorbermaterial 35 Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß dasis achieved in that the absorber material 35 surprisingly has been shown that the

verwendeten Lanthanidenoxyde mit dem als Spaltstoff erfindungsgemäß mit einem Metallborid so weitlanthanide oxides used with the fissile material according to the invention with a metal boride so far

verwendeten Urandioxyd oder Plutoniumdioxyd beim reduzierte Urandioxyd, daß es nur noch einen sehrused uranium dioxide or plutonium dioxide when reduced uranium dioxide, so that there is only one very

Sintern Mischoxyde bilden, wodurch die absorbie- geringen Sauerstoffüberschuß enthält, sich doch nochSintering mixed oxides form, whereby the absorbed contains a small excess of oxygen, but still

renden Lanthanidenatome homogen über das gesamte bis zu einer hohen Dichte sintern läßt.Sintering lanthanide atoms can be sintered homogeneously over the entire to a high density.

Material verteilt werden (USA.-Patentschrift3263OO4). 4» Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil,Material to be distributed (U.S. Patent 3263OO4). 4 »The method according to the invention has the advantage

In vielen Fällen bevorzugt man Brennstoffe für daß durch das Metallborid die thermischen Eigen-Reaktoren, die Resonanzabsorber oder sogenannte schäften der Brennstoffe für Reaktoren, insbesondere »verschwindende Qifte« enthalten. Derartige Re- für Schnellreaktoren, verbessert werden, was auf die sonanzabsorber bestehen aus Teilchen eines Stoffes, gute Wärmeleitzahl des Metallborids im Vergleich die einen hohen Wirkungsquerschnitt für epithermische 45 zur niedrigen Wärmeleitzahl und den hohen Aus- und thermische Neutronen und auf Grund ihrer dehnungskoeffizienten von Uran- und Plutonium-Abmessungen, d. h. die Absorberteilchen müssen dioxyd zurückzuführen ist. Der erfindungsgemäß herrelativ groß sein, einen ausgezeichneten Selbst- gestellte Kernbrennstoff hat gute Resonanzabsorberabschirmungseffekt aufweisen. Unter einem »ver- eigenschaften, so daß bei Schnellreaktoren eine schwindenden Gift« ist ein Stoff zu verstehen, der 30 höhere Sicherheit erreichbar ist. Weiterhin läßt er bezüglich der Neutronen einen hohen Einfangs- sich auch dort einsetzen, wo das Vorhandensein eines querschnitt hat. Dieser Stoff reguliert so während »verschwindenden Giftes« erforderlich ist. des Abbrennens des Spaltstoffes die Reaktivität durch In dem Gemisch aus Urandioxyd und Metallborid die sich ändernde Giftkonzentration. finden während der Reduktion gleichzeitig zwei Reak-In many cases one prefers fuels for that through the metal boride the thermal self-reactors, the resonance absorbers or so-called shafts of the fuels for reactors, in particular Contain "vanishing quiffs". Such re- for rapid reactors, what is to be improved Sonance absorbers consist of particles of a substance, good thermal conductivity of the metal boride in comparison which have a high cross-section for epithermal 45 to the low coefficient of thermal conductivity and the high and thermal neutrons and due to their expansion coefficients of uranium and plutonium dimensions, d. H. the absorber particles must be due to the dioxide. According to the invention, which is relatively large, has an excellent self-produced nuclear fuel, has good resonance absorber shielding effect. Under a »properties, so that in high-speed reactors a dwindling poison "is to be understood as a substance that can be achieved with greater security. Furthermore he lets with regard to neutrons, a high level of trapping even where there is a has cross section. This substance regulates while "vanishing poison" is required. the burning of the fissile material, the reactivity through In the mixture of uranium dioxide and metal boride the changing poison concentration. find two reac-

Besonders gut geeignet für die Verwendung als 55 tionen statt, nämlich die Reduktion der überstöchio-Particularly well suited for use as 55 functions, namely the reduction of overstoichio- Resonanzabsorber oder al« verschwindendes Gift metrischen Urandioxydkristalle und die Oxydation desResonance absorber or as vanishing poison metric uranium dioxide crystals and the oxidation of the

sind Metallboride. Würde man versuchen, bei der Metallborids durch den bei der Reduktion in nochare metal borides. One would try, with the metal boride by the with the reduction in still

Herstellung von Brennstoffen für Reaktoren nach nicht ausreichendem Maß entfernten Sauerstoffüber-Production of fuels for reactors after insufficiently removed oxygen excess

den ersten beiden bekannten Verfahren Metallboride schuß. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei etwa 500⁰Cthe first two known processes shot metal borides. However, it has been found that at about 500 ⁰ C

in den Brennstoff mit einzuarbeiten, so würde man 60 der Sauerstoff in ausreichender Menge entfernt ist,to incorporate into the fuel, then one would 60 the oxygen is removed in sufficient quantity,

feststellen, daß die Boride bei den hohen Sinterungs- so daß eine Oxydation des Metallborids nicht mehrdetermine that the borides at the high sintering so that an oxidation of the metal boride no longer

temperaturen oxydieren, wobei der Sauerstoff aus eintritt. Ein bevorzugter Temperaturbereich für dietemperatures oxidize, with the oxygen entering from. A preferred temperature range for the

dem über dem stöchiometrischen Verhältnis liegenden Reduktion in reinem CO liegt deshalb zwischen 450the reduction in pure CO which is above the stoichiometric ratio is therefore between 450

Sauerstoffanteil des Urandioxyds stammt. Durch und 500⁰C.Oxygen content of the uranium dioxide comes from. Through and 500 ⁰ C.

die Oxydation geht der Selbstabschirmungseffekt der 63 Die geringe Sauerstoffmenge, die bei derartigenthe oxidation goes through the self-shielding effect of the 63 The low amount of oxygen used in such

Boridteilchen verloren, so daß sie ihre Eigenschaft Reduktionstemperaturen übrigbleibt, reicht aus, umBoride particles lost so that their property of reduction temperatures remains, is sufficient to

als »verschwindendes Gift« verlieren. Weiterhin tritt beim Sintern noch eine hohe Sinterdichte zu erhalten,lose as "vanishing poison". Furthermore, a high sintering density is obtained during sintering,

ein Wandern des Bors aus dem Borid in der Dioxyd- Die Sauerstoffmenge ist jedoch niedrig genug, soa migration of the boron from the boride into the dioxide. However, the amount of oxygen is low enough so

daß eine Oxydation während des Sinterns nicht eintritt.that oxidation does not occur during sintering.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, daß eine Urandioxydmatrix mit UB₄, ThB₄ oder einem gemischten Tetraborid von Uran und Thorium g&- sintert wird. Diese Boride sind thermodynamisch außerordentlich stabil bezüglich UO₂.It has proven to be particularly advantageous that a uranium dioxide _{matrix with UB 4} , ThB ₄ or a mixed tetraboride of uranium and thorium is g & - sintered. These borides are thermodynamically extremely stable with regard to UO ₂ .

Ein Urandioxyd, das ursprünglich ein Sauerstoff-Uran-Verhältnis von ungefähr 2,04 und eine spezifische Oberfläche von etwa 1 m*/g hat, eignet sich sehr gut zur Sinterung mit dem Metallborid. Ein derartiges Urandioxyd ist einfach auf dem sogenannten »nassen Weg« herzustellen, woruntei die Reduktion, und Calcinierung eines Niederschlags von Ammoniumdiuranat odet Uranperoxyd zu verstehen ist.A uranium dioxide, which originally has an oxygen to uranium ratio of approximately 2.04 and a specific surface area of approximately 1 m * / g, is suitable very good for sintering with the metal boride. Such a uranium dioxide is easy to produce in the so-called "wet way", which is what they do To understand reduction and calcination of a precipitate of ammonium diuranate or uranium peroxide is.

Als besonders günstig hat sich ein Verfahren erwiesen, bei welchem V» Stunde oder langer bei einer Temperatur zwischen 450 und 500° C mit CO reduziert und danach in einem Zeitraum von 2 bis 3 Stunden auf ungefähr 1600° C in einer Inertatmosphäre erhitzt wird, wobei die' zuletzt erreichte Temperatur etwa 1 Stunde beibehalten wird. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise in der Inertatmosphäre bei 1500° C oder mehr der ι estliche Sauerstoff-Überschuß nahezu gänzlich verschwindet.A method has proven to be particularly favorable in which one hour or longer for one Temperature reduced between 450 and 500 ° C with CO and then in a period of 2 to 3 hours is heated to about 1600 ° C in an inert atmosphere, the 'last reached temperature is maintained for about 1 hour. this has the advantage that, for example, in the inert atmosphere at 1500 ° C. or more, the residual oxygen excess almost completely disappears.

Zweckmäßigerweise werden die Boride mit einer Oxydmatrix gemischt, wobei die Menge an B¹⁰ in den Boriden reduziert ist. Unter Oxydmatrix ist dabei eine Oxydmischung zu verstehen, die. völlig oder teilweise aus Uran- und/oder Plutoniumdioxyd besteht.The borides are expediently mixed with an oxide matrix, the amount of B ¹⁰ in the borides being reduced. The oxide matrix is to be understood as meaning an oxide mixture which. consists entirely or partially of uranium and / or plutonium dioxide.

Die für die Reduktion aus dem angegebenen Temperaturbereich auszuwählende Temperatur ist von der Art der Oxydmatrix, insbesondere des O/U-Verhältnis des Kernbrennstoffes, der Mischung und Verpressung der Oxydmatrix mit dem Metallborid sowieThe temperature to be selected for the reduction from the specified temperature range is from the type of oxide matrix, in particular the O / U ratio of the nuclear fuel, the mixing and compression of the oxide matrix with the metal boride and davon abhängig, wie die Reduktionstemperatur erreicht wird.depends on how the reduction temperature is reached.

Als Inertatmosphäre für das Sintern verwendet man zweckmäßigerweise eine Edelgasatmosphäre, insbesondere Helium und Argon, wobei Voraussetzung ist, daß das Inertgas das Metallborid^rnicht angreift, was beispielsweise bei Verwendung von Wasserstoff oder Stickstoff eintreten könnte. Die beim Sintern, in der Inertgasatmosphäre erreichbare Dichte liegtAs inert atmosphere for sintering is suitably used an inert gas atmosphere, in particular argon and helium, wherein a prerequisite is that the inert gas, the metal boride ^r does not attack, which could occur, for example when using hydrogen or nitrogen. The density that can be achieved during sintering in the inert gas atmosphere is

ίο beispielsweise bei 10,40 g/cm* oder darüber.ίο for example at 10.40 g / cm * or above.

Unter Bezugnahme auf die nachstehende Tabelle wird an Hand einer Versuchsreihe die Erfindung näher erläutert. Urandioxyd mit ungefähr 0,6 Gewichtsprozent UB₄-With reference to the table below, the invention is explained in more detail on the basis of a series of tests. Uranium dioxide with about 0.6 percent by weight UB ₄ -

Kügelchen werden mit ungefähr 0,2 Gewichtsprozent Zn-Stearat gemischt und abgemessene Mengen dieses Gemisches zu Pillen gepreßt und in einer Reduktionsatmosphäre bei entsprechender Reduktionstemperatur reduziert. Die UB₄-Kügelchen erhält man durchBeads are mixed with approximately 0.2 percent by weight of Zn stearate and measured amounts of this mixture are pressed into pills and reduced in a reducing atmosphere at a suitable reduction temperature. The UB ₄ beads are obtained through

an Schmelzen von UB₄ in einer Plasmaflamme, wobei die mittleren Abmessungen der so hergestellten Teilchen zwischen 85 und 125 μ liegen. Als Urandioxyd verwendet man einen calcinierten Ammoniumdiuranat-Niederschlag, der mit einem Wasserstoff-on melting of UB ₄ in a plasma flame, the mean dimensions of the particles produced in this way being between 85 and 125 μ. The uranium dioxide used is a calcined ammonium diuranate precipitate, which is mixed with a hydrogen

as Stickstoff-Gemisch bei 700⁰C reduziert worden ist. Die spezifische Oberfläche des Urandioxyds liegt dabei unter 1 m*/g.as nitrogen mixture has been reduced at 700 ⁰ C. The specific surface of the uranium dioxide is below 1 m * / g.

Der in der Tabelle aufgeführten Reduktionstemperatur werden die Pillen V* Stunde oder langerThe reduction temperature listed in the table will make the pills V * hour or longer ausgesetzt. Die Reduktionsatmosphäre ist bei den Versuchen 1 bis 10 und bei Versuch 12 die Atmosphäre, in welcher reduziert wird. Unter dem ursprünglichen Sauerstoff-Uran-Verhältnis ist das O/U-Verhältnis zu verstehen, von dem ausgegangen wurde. Dasexposed. The reducing atmosphere in experiments 1 to 10 and in experiment 12 is the atmosphere in which is reduced. Below the original oxygen to uranium ratio is the O / U ratio to understand what was assumed. The endgültige O/U-Verhältnis kommt dem Wert 2 sehr nahe. Die Enddichte ist der Prozentsatz der theoretischen Dichte, die bei UO₁10,96 g/cm* beträgt.final O / U ratio comes very close to the value 2. The final density is the percentage of the theoretical density, which for UO _{1 is} 10.96 g / cm *.

Tabelle»)Table")

11 22 33 44th 55 ReduktionsReduction ReduktionsReduction UrsprünglichesOriginal EnddichteFinal density Beständigkeitresistance temperaturtemperature atmosphärethe atmosphere O/U-VerhältnisO / U ratio °/.° /. in bezug auf UOiwith respect to UOi 11 300° C300 ° C COCO 2,0382.038 94,394.3 leicht angegriffeneasily attacked 22 400° C400 ° C COCO 2,0382.038 94,394.3 leicht angegriffeneasily attacked 33 400⁰C400 ⁰ C COCO 2,0412.041 93,893.8 leicht angegriffeneasily attacked 44th 450⁰C450 ⁰ C COCO 2,0382.038 94,194.1 sehr wenig angegriffenvery little attacked 55 50O⁰C50O ⁰ C COCO 2,0382.038 93,293.2 gutWell 66th 500⁰C500 ⁰ C COCO 2,0382.038 93,693.6 gutWell 77th 550⁰C550 ⁰ C COCO 2,0382.038 93,893.8 sehr wenig angegriffenvery little attacked 88th 55O°C550 ° C COCO 2,0382.038 92,592.5 Raum zwischen UB₄ undSpace between UB ₄ and Matrizedie 99 400°C400 ° C H₈ H ₈ 2,0412.041 93,693.6 angegriffenattacked 1010 500°C500 ° C H,H, 2,0412.041 93,693.6 angegriffenattacked 1111th 600⁰C600 ⁰ C H₁ H ₁ 2,0412.041 nicht gesintertnot sintered ernsthaft angegriffenseriously attacked 1212th 600°C600 ° C H,H, 2,0412.041 93,393.3 angegriffenattacked

*) Außer bei Versuch 11 wurden sämtliche Pillen gesintert, indem die Temperatur in 2*/i Stunden von ungefähr 500° C in einer Argonatmosphäre bis ISSO⁰C gesteigert wurde.*) Except for experiment 11, all pills were sintered by increasing the temperature from approximately 500 ° C in an argon atmosphere to ISSO ⁰ C in 2½ hours.

Aus Bestimmungen der O/U-Verhältnisse in bei 65 werden. Wie die Tabelle zeigt, liegt die günstigsteFrom determinations of the O / U-ratios in at 65 become. As the table shows, the cheapest is

50O⁰C mit CO reduzierten, nicht stöchiometrischen Reduktionstemperatur in einer CO-Atmosphäre zwi-50O ⁰ C with CO reduced, non-stoichiometric reduction temperature in a CO atmosphere between

UOfPillen kann ein O/U-Verhältnis zwischen 2,01 sehen 450 und 500⁰C, was sich aus den Versuchen 1UOfPillen can see an O / U ratio between 2.01 450 and 500 ⁰ C, which can be seen from experiments 1

und 2,025 für UB₄ enthaltende Pillen angenommen bis 8 ergibt. Die Tabelle zeigt weiterhin, daß dieand gives 2,025 for _{pills containing UB 4} taken to 8. The table also shows that the

l'<646,$73l '<646, $ 73

Reduktion, mit Wasserstoff bei niedriger Temperatur zu keinen guten Resultaten führt und daß durch Sintern eines Metallborids, welche»; keine Zusatzstoffe enthält, höhere Enddichten erreichbar sind. -.-.Reduction, with hydrogen at low temperature does not lead to good results and that by Sintering a metal boride which »; no additives contains, higher final densities can be achieved. -.-.

Als besonders'vorteilhaft hat sich; Jtür die. Herstellung eines Borids, welches ausschließlich aus Metall und Bor besteht, das Schmelzen eines Metalloxyds mit Bor in einem Elektronenstrahlschmelzofen erwiesen. ..·.■·It has proven to be particularly advantageous; For the. Manufacturing a boride, which consists exclusively of metal and boron, the melting of a metal oxide with boron in an electron beam melting furnace. .. ·. ■ ·

Es kann jedoch auch ein inniges Gemisch aus UO₂ und B in einem Lichtbogen geschmolzen werden, zweckmäßigerweise unter .reduziertem., Druck und in einer Schutzatmosphäre. Das so erhaltene Uranborid wird gemahlen und das Pulver einer HF-Argonplasmaflamme ausgesetzt, so daß sich Kugeln bilden.However, an intimate mixture of UO ₂ and B can also be melted in an electric arc, expediently under reduced pressure and in a protective atmosphere. The uranium boride thus obtained is ground and the powder is exposed to an HF argon plasma flame so that spheres are formed.

Das beim Sintern mit Uranboridsptäroiden verwendete Urandioxyd wird vorteilhafterweise durch Calcinieren in einer inerten Gasatmosphäre Und durch Reduzieren aus einem Ammoniumdiuranat-Niederschlag hergestellt. Diesen Niederschlag erhält man aus einer gerührten Lösung aus einem Uranylsalz, wie Uranylnitrat in Wasser, der Ammoniak zugesetzt wird, bis der pH-Wert bei etwa 6O⁰C den Wert 8 hat. Gute Sinterergebnisse erhält man, wenn die Urankonzentration der Lösung zwischen 125 und 20Og as U/l liegt. Die Trocknungstemperatur beträgt 130⁰C, die Calcinierungs- und Reduktionstemperatur liegt zwischen 375 und 800° C.The uranium dioxide used in the sintering with uranium boride septoids is advantageously produced by calcining in an inert gas atmosphere and by reducing from an ammonium diuranate precipitate. This precipitate can be obtained from a stirred solution of an uranyl salt, such as uranyl nitrate in water, the ammonia is added until the pH value at about 6O ⁰ C the value 8 has. Good sintering results are obtained when the uranium concentration of the solution is between 125 and 20Og as U / l. The drying temperature is 130 ⁰ C, the calcining and reduction temperature is 375-800 ° C.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of a nuclear fuel by mixing hyperstoichiometric uranium dioxide, possibly with the addition of thorium dioxide or plutonium dioxide, with a small amount of neutron absorbing material and a binder, shaping the mixture, treating the shaped bodies in a carbon monoxide containing; Characterized atmosphere and sintering that is used as ι absorber material Uranborid or Thoriumborid, treatment containing in carbon monoxide atmosphere wlid carried out at 350-520 ⁰ C as long * to the oxygen-to-metal ratio of from 2.01 to 2.025. and is sintered in an inert atmosphere. <

2. The method according to = claim i, characterized in that in, pure carbon monoxide at a temperature between 450 _; and 500 ⁰ C is reduced .,, .-.,.: - ■ '■

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a uranium dioxide _{matrix with UB 4} , ThB ₄ or a mixed tetraboride of uranium and thorium is sintered.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a uranium dioxide, which originally has an oxygen-uranium ratio of 2.04 and a specific surface area of about 1 m ² / g, is sintered with the metal boride.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that first reduced .Vs hour or longer at a temperature between 450 and 500 ⁰ C with carbon monoxide and then heated in a period of 2 to 3 hours to about 1600 ° C in an inert atmosphere will.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the borides are mixed with an oxide matrix, the amount of B ¹⁰ in the bonds being reduced.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Metal boride is free from additives.