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JPS6034078B2 - Fuel elements for nuclear reactors - Google Patents
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JPS6034078B2 - Fuel elements for nuclear reactors - Google Patents

Fuel elements for nuclear reactors

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Publication number
JPS6034078B2
JPS6034078B2 JP48036831A JP3683173A JPS6034078B2 JP S6034078 B2 JPS6034078 B2 JP S6034078B2 JP 48036831 A JP48036831 A JP 48036831A JP 3683173 A JP3683173 A JP 3683173A JP S6034078 B2 JPS6034078 B2 JP S6034078B2
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carbide
oxide
particles
uranium
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ナオウミデイス アリステイデス
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KERUNFUORUSHUNGUSUANRAAGE YUURITSUHI GmbH
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KERUNFUORUSHUNGUSUANRAAGE YUURITSUHI GmbH
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    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
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    • G21C3/62Ceramic fuel
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料物質および/または増殖燃料物質(以下
、燃料物質と略す)が熱分解炭素および/または炭化珪
素で被覆され、重金属酸化物より造られた微粒子核の形
で存在している原子炉用、殊に高温原子炉または冷却高
速増殖原子炉用の燃料要素(これは増殖燃料要素も含め
た燃料要素を云う、以下同じ)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a fuel material and/or a breeder fuel material (hereinafter abbreviated as fuel material) coated with pyrolytic carbon and/or silicon carbide to form particulate nuclei made from heavy metal oxides. The present invention relates to a fuel element (hereinafter referred to as a fuel element including a breeder fuel element) for a nuclear reactor, in particular for a high temperature nuclear reactor or a cooled fast breeder reactor.

この種の原子炉用の燃料要素の場合、燃料物質を燃料要
素に多量に負荷させることおよび高度の特別の能力を得
ることが努められている。
In the case of fuel elements for nuclear reactors of this type, efforts are being made to load the fuel elements with high amounts of fuel material and to obtain a high degree of special capacity.

燃料要素において高い経済を得る為には、多量の燃料装
荷および燃料物質の最大限の燃焼損失のもとでの高い能
力が必要である。しかしながら、約12500Cにある
高い運転温度の場合、燃料物質の燃料要素中への装荷が
、生ずるべき能力の関係で望まれる程に多くてはならな
いことが伴っている。燃料要素中への燃料物質の含有密
度が増加するにつれて、燃料中の運転温度およびそれと
共に燃料要素中の温度勾配が増加しその結果、微粒子の
酸化物と熱分解炭素との間の相互作用の為に、被覆部の
崩解がもたらされ、そして燃料要素が原子炉中において
更に用いるのに不適当に成る。被覆された微粒子の崩解
には2つの原因が在る。即ち、この崩解は、燃料粒子の
被覆層の厚さが、燃料要素の使用の間に所々で減少し、
結果として被覆層が崩解するという現象に基づいている
。このことには、特にガス状の核分裂生成物をもはや保
留し得ないという結果をもたらす。
In order to obtain high economy in fuel elements, a high capacity with high fuel loading and maximum combustion losses of fuel material is required. However, the high operating temperatures of approximately 12500 C entail that the loading of fuel material into the fuel element must not be as high as desired in view of the capacity to be produced. As the density of fuel material in the fuel element increases, the operating temperature in the fuel and with it the temperature gradient in the fuel element increases, resulting in an increase in the interaction between particulate oxides and pyrolytic carbon. This results in disintegration of the cladding and renders the fuel element unsuitable for further use in a nuclear reactor. There are two causes for the disintegration of coated particulates. That is, this disintegration occurs because the thickness of the coating layer of the fuel particles decreases in places during the use of the fuel element.
It is based on the phenomenon that the coating layer disintegrates as a result. This has the consequence that, in particular, gaseous fission products can no longer be retained.

この現象は、粒子状の燃料物質が燃焼損失される際に生
ずる熱の搬出をいまいま不均一に行なうことによって生
ずる。この現象はアメーバ効果という名称で知られてお
り、被覆層厚が粒子内部の温度勾配に依存して変化する
結果をもたらす。その際、粒子中に生ずるこの欠陥は、
装荷量および燃料要素の能力に依存して増加する燃料粒
子の温度が高く成ればなる程より速やかに形成される。
更に、被覆された粒子の炭素と燃料物質の酸化物との反
応の際に形成される酸化炭素のガス圧が原子炉中で使用
する間に、被覆層に著しい歪をもたらす程に著しく高ま
る。
This phenomenon is caused by the non-uniform removal of heat that occurs during combustion losses of particulate fuel material. This phenomenon is known as the amoeba effect and results in the coating layer thickness changing depending on the temperature gradient inside the particle. At that time, this defect that occurs in the particles is
The higher the temperature of the fuel particles, which increase depending on the loading and the capacity of the fuel element, the more quickly they form.
Furthermore, the gas pressure of the carbon oxides formed during the reaction of the carbon of the coated particles with the oxides of the fuel material increases significantly during use in a nuclear reactor, to the extent that it causes significant distortion of the coating layer.

これは上記ガス圧が、核分裂工程のもとで粒子核中に形
成されるガス状の核分裂生成物の圧に加わる為である。
酸化炭素のガス圧の持分は、前述のように、燃料物質粒
子の被覆層の機械的な全負荷の約50%までに成り得る
。COのガス圧の高さは、前述のように、粒子核の燃料
物質に対する酸素量の割合に依存している。確認されて
いるように、COのガス圧は原子炉の嫁動に適する温度
のもとで酸素/金属酸化物の割合に依存して著しく変化
する。
This is because the gas pressure adds to the pressure of the gaseous fission products formed in the particle nucleus under the fission process.
The gas pressure share of carbon oxide can amount to up to about 50% of the total mechanical load of the coating layer of fuel material particles, as mentioned above. As mentioned above, the height of the CO gas pressure depends on the ratio of the amount of oxygen to the fuel material of the particle nucleus. As has been observed, the gas pressure of CO varies significantly depending on the oxygen/metal oxide ratio at temperatures suitable for nuclear reactor transfer.

燃料の燃焼損失によって酸素/金属−割合が高まるので
、COガス圧も高まる−しかも急激に高まる−。この場
合このガス圧は原子炉中における一般的な運転温度にお
いて300気圧まで非常に順調に高めることが出来るこ
とが伴った。確かにCOの形成は、燃料酸化物の代りに
燃料炭化物を用いることによって避けることができる。
As the oxygen/metal ratio increases due to fuel combustion losses, the CO gas pressure also increases - and increases rapidly. It follows that this gas pressure can be very easily increased to 300 atmospheres at the operating temperatures typical in nuclear reactors. Indeed, the formation of CO can be avoided by using fuel carbides instead of fuel oxides.

しかるに、被覆された燃料粒子の核として燃料炭化物を
用いた場合にもアメーバ効果として知られている被覆層
厚の変化が生ずることが伴った。この効果の原因は、炭
化物を用いた場合には炭化物相における炭素の、温度に
依存する色々な溶解性にある。・本発明の課題は、燃料
酸化物の使用下に製造され且つ熱分解炭素および/また
は炭化珪素によって被覆されている核を含有している燃
料要素の能力を1250oC以上ある温度において高め
ること、その際特にアメーバ効果の不利な影響を回避し
そして更に酸化物の酸素と被覆層の炭素との間の反応の
際に形成されるCOのガス圧の不利な影響も、それが実
質的に度外視され得る程度に減少させることにある。
However, even when fuel carbide is used as the core of the coated fuel particles, a change in the thickness of the coating layer known as the amoeba effect occurs. The reason for this effect is the temperature-dependent varying solubility of carbon in the carbide phase when carbides are used. The object of the invention is to increase the performance of a fuel element produced using fuel oxides and containing cores coated with pyrolytic carbon and/or silicon carbide at temperatures above 1250 oC; In particular, the disadvantageous effects of the amoeba effect are avoided, and furthermore the disadvantageous effects of the gas pressure of the CO formed during the reaction between the oxygen of the oxide and the carbon of the coating layer are substantially ignored. The aim is to reduce it to the extent that it can be obtained.

本発明は燃料酸化物と燃料炭化物との混合物より成る被
覆された燃料粒子の核を、燃焼損失の間にも上記炭化物
に対する上記酸化物の量比が規定の範囲内にあるように
形成するならば、アメーバ効果を生じず且つ更に原子炉
中において燃料要素を用いる間に形成されるCOの不利
益な著しい圧力増加を起さないという驚ろくべき知見か
ら出発している。
The present invention provides for the formation of coated fuel particle cores consisting of a mixture of fuel oxides and fuel carbides in such a way that even during combustion losses the quantity ratio of the oxides to the carbides remains within a defined range. For example, it is based on the surprising finding that there is no amoeba effect and, moreover, there is no disadvantageous significant pressure increase of the CO formed during the use of the fuel element in a nuclear reactor.

本発明の課題は、この知見から出発して、さきに述べた
種類の燃料要素において、燃料粒子中の酸化物を、この
ものと重金属の炭化物との混合割合が撚焼損失の間に規
定の範囲内においてのみ変化するような割合で存在させ
ることによって解決される。
Starting from this knowledge, the object of the present invention is to provide a fuel element of the type mentioned above, in which the mixing ratio of oxides and carbides of heavy metals in the fuel particles is such that a specified amount of The solution is to have the proportions vary only within a range.

尚、核燃焼損失は燃料要素の有効燃料成分含有量が多い
程多く且つ核燃焼の進行について炭化物含有量が増加す
る。酸化物と炭化物との混合物中における燃料炭化物の
成分が約3〜20%に成るような場合が特に合目的であ
ることが伴った。例えば核がウラン酸化物とウラン炭化
物とより成り7重量%の炭化物成分を有している混合物
である粒子を有する燃料要素の場合には、アメ−バ効果
の不利益な結果もガス圧によって燃焼損失の間にあるい
は生ずるCO−またはC02−ガスも発生しない。炭化
物の割合が、20%より多い場合には所望の効果が減少
してしまい、もはやアメーバ効果の発生を効果的に回避
し得ない。そして3%の下限値は、核燃料粒子の製造方
法において製浴し得る最低限の割合である。ウラン酸化
物とウラン炭化物とより成る混合物の代りに、ウランー
トリウム一酸化物とウラン−トリウム−炭化物とより成
る混合物またはウランープルトニウム一酸化物とウラン
ープルトニウム−炭化物とより成る混合物も同様に合目
的であることが伴った。
Incidentally, the nuclear combustion loss increases as the effective fuel component content of the fuel element increases, and the carbide content increases with the progress of nuclear combustion. It has been found to be particularly advantageous if the proportion of fuel carbide in the mixture of oxide and carbide amounts to about 3 to 20%. For example, in the case of fuel elements with particles whose cores are a mixture of uranium oxide and uranium carbide, with a carbide content of 7% by weight, the disadvantageous effects of the amoeba effect can also be combusted by gas pressure. There is also no CO- or CO2- gas generated during losses. If the proportion of carbide is more than 20%, the desired effect will be reduced, and the occurrence of the amoeba effect can no longer be effectively avoided. The lower limit of 3% is the minimum proportion that can be produced in the method for producing nuclear fuel particles. Instead of a mixture of uranium oxide and uranium carbide, a mixture of uranium thorium monoxide and uranium-thorium carbide or a mixture of uranium-plutonium monoxide and uranium-plutonium carbide may also be used. It was accompanied by a purpose.

本発明に従う燃料要素の更に非常に有利な形成は、被覆
された粒子の核中においてその微粒子核の内部における
炭化物含有量がその周囲部におけるそれよりも多いこと
にある。被覆された燃料粒子の構造を有する燃料要素は
、燃料炭化物を用いる際に望ましくない影響を生じない
こと、粒子の内部における重金属の蒸気圧の高まりによ
って燃料物質が粒子の外側に沈析するという長所を有し
ている。本発明に従う燃料要素を好都合に製造する方法
は、焼結可能の燃料酸化物粉末をステアリン酸アルミニ
ウムまたはその類似物の如き粘結物質と混合し、その混
合物を漉練し、次いで羊占結された非常に小さい粉末粒
子に細分化し、更にその粘結せられた粉末粒子からドラ
ム式顎粒状化装置により顎粒状化することによって球状
の表面を有した燃料微粒子を形成しそして次いでその燃
料微粒子をふるいによって分級し、その後に粘結物質を
取り除き、次いで焼結し、更にそれを被覆しそして弛ん
だ推積物としてまたは結合体として金属またはグラフア
ィトより成る被覆物中に導入するかまたはグラフアイト
より成るマトリックス中に埋め込むものある。
A further very advantageous formation of the fuel element according to the invention consists in that in the core of the coated particles, the carbide content in the interior of the particulate core is greater than that in its periphery. Fuel elements with the structure of coated fuel particles have the advantage that they do not cause undesirable effects when using fuel carbides, and that the increased vapor pressure of the heavy metals inside the particles causes the fuel substance to precipitate on the outside of the particles. have. A convenient method of manufacturing a fuel element according to the present invention is to mix a sinterable fuel oxide powder with a caking material such as aluminum stearate or the like, strain the mixture, and then strain the mixture. The powder particles are finely divided into very small powder particles, and then the caked powder particles are subjected to jaw granulation using a drum-type jaw granulation device to form fuel particles with spherical surfaces. It is classified by means of a sieve, after which the caking material is removed and then sintered, and then it is coated and introduced as a loose mass or as a composite into a coating made of metal or graphite or from graphite. There are things that can be embedded in the matrix.

この場合、炭化物を造る為に粘結せられている粉末粒子
を炭素含有量が予め規定されている炭化物成分に相当す
る様な量のグラフアィト粉末と混合し、更にそうして造
られた燃料粒子を焼結させる。
In this case, powder particles which have been caked to form a carbide are mixed with graphite powder in an amount such that the carbon content corresponds to a predetermined carbide component, and the fuel particles thus produced are sinter.

微粒子核内部の炭化物含有量がその周辺部のそれより多
いように燃料粒子を形成するべき場合には、上述の方法
の場合においては、粘結せられた粉末粒子を炭化物を形
成する為に炭素含有量が予め規定されている炭化物割合
に相当する様な量のグラフアィト粉末と混合することお
よび次いで、顎粒状化の際に形成される燃料微粒子の予
め規定された平均径が予め規定された寸法に達し次第、
燃料酸化物粉末を含有し半占結されている粉末粒子をド
ラム式顎粒状化装置中に装填し、更にそうして形成され
た燃料粒子を炭化物を造る為にアルゴン−水素−雰囲気
中において焼結しそして次いで焼結された微粒子状の燃
料酸化物を粒子核中に含まれるグラフアィトと反応させ
ることがより有利であることが伴った。この場合、もし
核平均径がlooOAmであるべき場合には、顎粒状化
の際にまだ燃料酸化物粉末だけを含有している粉末粒子
を加える時の平均径が約500〜630〆mであるのが
好ましい。粒子核内部における炭化物含有量がその周辺
部におけるそれよりも大きい本発明による燃料要素を製
造する為の他の変法は、用いられる燃料酸化物をまず最
初に水和化し、得られた水和物をコロイド化しそしてそ
の際に形成されるゾルを球状微粒子にゲル化し、更にそ
の際に形成されるゲル粒子を何度も洗浄し、その後に緊
密な粒子に暁結することおよびその後に、競結した微粒
子を弛し、推蹟状態でまたは結合体として金属またはグ
ラファィトより成る被覆物中に詰込むかまたはグラフア
ィトより成るマトリックス中に埋め込むことより成って
いる。
If the fuel particles are to be formed in such a way that the carbide content inside the particulate core is greater than that in its periphery, in the case of the method described above, the caking powder particles are combined with carbon to form the carbide. mixing with graphite powder in an amount such that the content corresponds to a predefined carbide proportion and then a predefined average diameter of the fuel particles formed during jaw granulation; As soon as the
The semi-occupied powder particles containing fuel oxide powder are loaded into a drum jaw granulator, and the fuel particles so formed are sintered in an argon-hydrogen atmosphere to produce carbide. It has turned out to be more advantageous to react the finely divided fuel oxide, which has been consolidated and then sintered, with the graphite contained in the particle cores. In this case, if the average kernel diameter is to be looOAm, the average diameter when adding powder particles still containing only fuel oxide powder during jaw granulation is about 500-630 m. is preferable. Another variant for producing a fuel element according to the invention in which the carbide content inside the grain core is higher than that in its periphery is to first hydrate the fuel oxide used and to The process of colloidizing an object, gelling the sol formed at the time into spherical fine particles, and further washing the gel particles formed at that time many times, and then condensing into tight particles, and then competitive The method consists of loosening the aggregated microparticles and embedding them in a coating made of metal or graphite or in a matrix made of graphite, either in the inverted state or as a bond.

この場合コロイド化によって形成されるゾルに、微粒子
の予め規定された炭化物成分の炭素含有量に相当する量
のカーボンを混入し、更に洗浄したゲル粒子を水素含有
の雰囲気中において焼結しそして次いで焼結された微粒
子の燃料酸化物を微粒子中に含まれるカーボンと反応さ
せる。実施例1 0.5そのU02(N03)2 1モル溶液、1.3そ
のHN03 1モル溶液および0.2〆の(NH2)2
COO.5モルの溶液を一緒にして水溶液状態とする。
In this case, the sol formed by colloidization is mixed with carbon in an amount corresponding to the carbon content of the predefined carbide component of the fine particles, and the washed gel particles are sintered in a hydrogen-containing atmosphere and then The sintered particulate fuel oxide is reacted with carbon contained in the particulate. Example 1 0.5% of U02 (N03)2 1 molar solution, 1.3% of HN03 1 molar solution and 0.2% of (NH2)2
COO. The 5 molar solutions are combined to form an aqueous solution.

山203と5重量%のPtとの粒状化混合物(50〜1
00一mの粒度を有している)より成る触媒を加えた後
に、その溶液を導入される日2−ガスで還元する。この
還元反応は約2時間後に終了する。その後には触媒は炉
去する。還元された溶液に13.8gの純粋な蟻酸およ
び、9モルのNH3の水溶液と1.5モルのN2比の水
溶液との等しい量の混合物を順次添加する。還元された
溶液のpH−値が約7〜7.5に高まり次第、NH3と
N2日4とよりなる溶液混合物の添加を終了する。その
際に形成されるU02水和物の沈澱物を吸引炉過によっ
て溶液から分離し、イオンがもはや検出できなく成るま
で約10その蒸留水で洗浄する。そのU02−水和物を
0.5その蒸留水中で損拝し、窒素ガス雰囲気下で一定
の縄梓をしながら0.1その1モルHN03水溶液を加
えることによってコロイド化する。得られる黒色のU0
2ーゾルを、開始時に20〜30Tomのアルゴンガス
雰囲気圧を保持している容器中において50〜6000
で縄梓下に2モル濃度になるまで濃縮する。このように
して準備されたU02−ゾル中に4.雌のカーボンを、
均一に成るまで混入雛拝する。この炭素含有ゾルを0〜
10q0のもとでlogの装入量にて0.5〜1泌の1
モルのへキサメチレンーテトラミン溶液と混合し、90
〜95qoの温度を有するパラフィンーオィルを含有し
ているゲル化用カラム中に滴加する。その際に行われる
ゲル化によって上記ゾルから粒子を形成する。
Granulated mixture of pile 203 and 5 wt% Pt (50-1
After adding the catalyst consisting of 0.001 m particle size), the solution is reduced with the introduced gas. This reduction reaction ends after about 2 hours. Thereafter, the catalyst is removed from the furnace. 13.8 g of pure formic acid and an equal amount of a mixture of an aqueous solution of 9 molar NH3 and an aqueous solution with a N2 ratio of 1.5 molar are sequentially added to the reduced solution. The addition of the solution mixture consisting of NH3 and N24 is terminated as soon as the pH value of the reduced solution increases to approximately 7-7.5. The precipitate of U02 hydrate formed in this case is separated from the solution by suction filtration and washed with distilled water for approximately 10 minutes until the ions can no longer be detected. The U02-hydrate is dissolved in 0.5% distilled water and colloidized by adding 0.1% of a 1 molar HN03 aqueous solution under a nitrogen gas atmosphere with constant stirring. The resulting black U0
2-sol in a container maintaining an argon gas atmosphere pressure of 20-30 Tom at the start.
Concentrate under Nawa Azusa until the concentration is 2 molar. 4. In the U02-sol prepared in this way. female carbon,
Mix the mixture until it becomes uniform. This carbon-containing sol is
0.5 to 1 secretion at log charge under 10q0
Mix with 90 molar hexamethylene-tetramine solution
Add dropwise into a gelling column containing paraffin-oil with a temperature of ~95 qo. Particles are formed from the sol by the gelation that takes place.

次いで石油エーテルでの周知の洗浄工程において付着し
ているパラフィン油をこの粒子から取り去る。その後に
このゲル状粒子を濃厚なNH3水溶液中に加えそして約
2時間そのままにしておく。次いで吸引炉過によってN
H3一水溶液を分離する。4容量%水素を含むアルゴン
より成る雰囲気下に有る管状炉過中において、まだ湿っ
ている粒子を、毎時50qCだマナ段階的に1200〜
140000まで高められた温度で焼結して緊密なU0
2−核にする。
The particles are then freed of adhering paraffinic oil in a well known washing step with petroleum ether. The gel particles are then added to a concentrated aqueous NH3 solution and left for about 2 hours. Then, by suction furnace filtration, N
Separate the H3-aqueous solution. The still moist particles were heated stepwise from 1200 to 50 qC per hour in a tube furnace under an atmosphere consisting of argon containing 4% hydrogen by volume.
Sintered at elevated temperatures up to 140,000 to form a tight U0
2- Nucleate.

炉雰囲気に水素を含有させることにより、ウラン酸化物
を化学量論的にUC2に環元し、更にそれによって、こ
の核の、炭素を含有してない外側球状領域を得る。
By including hydrogen in the furnace atmosphere, the uranium oxide is stoichiometrically reduced to UC2, thereby obtaining a carbon-free outer spherical region of this core.

この処理に続いて1800〜1950q0の温度で10
‐2Tonの減圧状態においてタンタル製るつぼ中にお
いて1〜4時間白熱する。この実施例によって製造され
た粒子核は平均15重量%のウラン炭化物成分を有して
いる。実施例2 0.1その1モルU02(N03)2溶液と0.4その
1モルTh(N03)4溶液とより成る混合物を燭拝し
がら1そのNH3溶液に加える。
This treatment was followed by 10 at a temperature of 1800-1950q0
- Heat in a tantalum crucible for 1 to 4 hours under reduced pressure of 2 Ton. The grain cores produced according to this example have an average uranium carbide content of 15% by weight. Example 2 A mixture consisting of 0.1 molar U02(N03)2 solution and 0.4 molar Th(N03)4 solution is added to the 1 molar NH3 solution while stirring.

この共通沈澱処理によって生ずる(U,TH)02水和
物を吸引炉過し、約10その蒸留水にてイオンを含まな
いように洗浄する。この後に0.7その蒸留水中に混入
蝿拝しそして0.1〜0.2その1モルHN03水溶液
を添加することによって一定の縄梓下にコロイド化する
。その際に形成される暗赤色の(U,Th)02ーゾル
を9000で容器中において2モルの濃度まで濃縮する
。このように準備された(U,Th)02−ゾル中に0
.7gのカーボンを均一に成るまで混入蝿拝する。
The (U,TH)02 hydrate produced by this common precipitation process is passed through a suction furnace and washed with distilled water for about 10 minutes to prevent it from containing ions. This is followed by colloidalization by mixing 0.7 in distilled water and adding 0.1 to 0.2 in a 1 molar aqueous solution of HN03. The dark red (U,Th)02-sol formed in this way is concentrated to a concentration of 2 molar in a vessel at 9000 °C. In the (U,Th)02-sol prepared in this way, 0
.. Mix 7 g of carbon until uniform.

このゾルのその後の処理は実施例1に挙げられている実
施工程に相当する。この微粒子核は、U02−Tho2
−混合結晶とこれら重金属の混合炭化物との混合物によ
り成っている。炭化物成分は平均3.5重量%である。
本発明は特許請求の範囲に記載の原子炉用燃料−および
/または増殖燃料要素に関するものであるが、実施の態
様として以下も包含する。
The further treatment of this sol corresponds to the implementation steps listed in Example 1. This particle nucleus is U02-Tho2
- Consists of a mixture of mixed crystals and mixed carbides of these heavy metals. The carbide component is on average 3.5% by weight.
The present invention relates to a nuclear reactor fuel and/or breeder fuel element according to the claims, but also includes the following embodiments.

‘1) 特許請求の範囲1に記載の燃料要素において、
酸化物−炭化物−混合物中の燃料炭化物の成分が約3〜
20%である上記燃料要素。
'1) In the fuel element according to claim 1,
The fuel carbide component in the oxide-carbide mixture is about 3 to
The above fuel element being 20%.

■ 特許請求の範囲1および上記第‘1}‘こ記載の燃
料要素において、混合物が二酸化ウランとウラン炭化物
とより成る上記燃料要素。
(1) The fuel element according to claim 1 and the above-mentioned item '1', wherein the mixture comprises uranium dioxide and uranium carbide.

(3} 特許請求の範囲1および上記第{1ー項に記載
の燃料要素において、混合物がウランートリウム酸化物
とウランートリゥム炭化物とより成る上記燃料要素。
(3) The fuel element according to claim 1 and item {1-- above, wherein the mixture comprises uranium thorium oxide and uranium thorium carbide.

{4)特許請求の範囲1および上記第m項に記載の燃料
要素において、混合物がウランープルトニウム酸化物と
ウランープルトニウム炭化物とより成る上言己燃料要素
{4) The fuel element according to claim 1 and item m above, wherein the mixture comprises uranium-plutonium oxide and uranium-plutonium carbide.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 熱分解炭素、炭化珪素またはこれらの混合物で被覆
され重金属酸化物より造られた微粒子核の状態の燃料物
質が存在している、原子炉用の殊に高温原子炉用のまた
は冷却高速増殖原子炉用の燃料要素において、ウラン酸
化物、ウラン/トリウム−酸化物および/プルトニウム
−酸化物より成る群のうち1の重金属酸化物がそれぞれ
に相応する重金属炭化物と共に、上記燃料要素の核燃焼
損失に依存して重金属炭化物の割合が約3〜20%の範
囲内で変化する混合物として存在することを特徴とする
、上記原子炉用燃料要素。 2 粒子核の内部における炭化物含有量がその周辺部に
おける炭化物含有量より多いことを特徴とする、上記請
求の範囲1に従う原子炉用燃料要素。
[Claims] 1. For nuclear reactors, especially for high-temperature nuclear reactors, in which there is a fuel material in the form of particulate nuclei made of heavy metal oxides and coated with pyrolytic carbon, silicon carbide or a mixture thereof. In a fuel element for a cooled or cooled fast breeder reactor, a heavy metal oxide of one of the group consisting of uranium oxide, uranium/thorium oxide and/or plutonium oxide, together with the respective heavy metal carbide, is added to said fuel. Fuel element for a nuclear reactor as described above, characterized in that, depending on the nuclear combustion losses of the element, the proportion of heavy metal carbides is present as a mixture varying within a range of about 3 to 20%. 2. A nuclear reactor fuel element according to claim 1, characterized in that the carbide content inside the grain core is greater than the carbide content in the surrounding area.
JP48036831A 1972-04-01 1973-04-02 Fuel elements for nuclear reactors Expired JPS6034078B2 (en)

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