ペレット製造工程 (04-06-02-03)

＜本文＞
　二酸化ウラン・ペレットの製造工程を図１に示す。基本的には二酸化ウラン粉末を圧縮成形して円筒形状の成形体（グリーンペレット）とし、これを約1700℃の水素雰囲気中で焼成して焼結ペレットとすることである。
流動性の良い二酸化ウラン粉末は均一な密度の成形体が得られ、焼結時の収縮も均一である。しかし、流動性の悪い粉末を圧縮成形して焼結すると、ペレットの軸方向中央部が特に収縮して鼓型になりやすい。粉末の流動性を改善するために、粗成形、造粒工程を経る。これは、粉末を圧縮して円盤状の成形体を作り、これを破砕して篩い分けし、潤滑剤を少量添加して混合する工程である。
　ペレット成形においては、焼結収縮率を考慮して大きめの直径をもつ金型を作り、これを使って粉末または造粒粉末を圧縮成形し、グリーン・ペレットを得る。
　グリーン・ペレットをモリブデン製容器に入れ、これを約1700℃の水素雰囲気をもつ焼結炉に挿入し、4時間から8時間かけて焼結する。この焼結工程により、密度が約95％、O/U 比が2.00の焼結ペレットを得る。一般に比表面積の大きい粉末は、化学的に活性で高い焼結密度を得ることができる。その一例を図２に示す。
　焼結ペレットの外周は被覆管の内面と接し、その間隙は熱伝導性を良くするために微小寸法に管理されている。そこで、焼結ペレットの外周をセンタレス・グラインダで研削し、外径を精度よく仕上げる。
　他方、焼結ペレットから分析用サンプルを抜き取り、ウラン濃縮度、O/U比、不純物等を分析測定する。

＜図／表＞

＜参考文献＞
（1）火力原子力発電技術協会（編）：原子燃料サイクルと廃棄物処理、
火力原子力発電技術協会（昭和61年6月）
（2）原子力安全研究協会（編）：軽水炉燃料のふるまい（改定新版）、
　原子力安全研究協会（平成2年7月）