[發明專利]制備含氧化鈾、任選氧化钚和任選氧化镅和/或其它次錒系元素氧化物的粉末的方法

有效

• 申請號: 201880054636.0
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN111032205B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 紀堯姆·伯納德-格蘭格;弗蘭克·多羅;塞西爾·帕諾克斯;弗洛里安·拉盧米亞;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 原子能和替代能源委員會
• 主分類號: B01J2/06
• 分類號: B01J2/06;B22F9/02;G21K1/00;G21C3/62;C04B35/51;C04B35/626;C04B35/634
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張錚錚;陳萬青

本發明涉及一種制備含氧化鈾UO₂、任選的氧化钚PuO₂和任選的氧化镅AmO₂和/或其它次錒系元素氧化物MO₂的粉末的方法，M為镎或鋦，該方法包括以下步驟：a)制備水性懸浮液的步驟，使水與以下物質接觸：任選的氧化鈾UO₂粉末、氧化钚PuO₂粉末和任選的氧化镅AmO₂粉末和/或其它次錒系元素氧化物MO₂粉末，M是镎或鋦；選自抗絮凝劑、有機粘合劑及它們的混合物的至少一種添加劑，所述添加劑以使得水性懸浮液的動態粘度不超過1000mPa.s的量來加入；b)對a)中制備的懸浮液進行低溫造粒步驟；c)對b)中獲得的顆粒進行冷凍干燥的步驟，由此獲得含氧化鈾UO₂、氧化钚PuO₂和任選的氧化镅AmO₂和/或其它次錒系元素氧化物MO₂的粉末，M為镎或鋦。

技術領域

本發明涉及一種制備含氧化鈾UO₂、任選氧化钚PuO₂和任選氧化镅AmO₂和/或其它次錒系元素氧化物的粉末的方法。

應當注意的是，對于本公開的其余部分，術語“次錒系元素”是指通過標準燃料芯連續捕獲中子而在反應堆中形成的除鈾、钚和釷之外的錒系元素，上述次錒系元素為镅、鋦和镎。

更具體地說，本發明涉及一種制備粉末的方法，所述粉末可以流動，粒度分析具有窄的單峰趨勢，并且可以在不經預先混合的情況下進行壓制，并且更具體地說，所述粉末可具有以下特定的物理化學特性：

良好的自發流動能力；

具有單峰趨勢集中在150μm至350μm之間的值的粒徑分布；

良好的粉末顆粒中元素的均勻性；

最小的粉末中細微粒比率，以防止細微粒在設備和手套箱中散布；

良好的壓實能力；和

優異的對自然燒結的反應性。

由于上文提及的物理化學特性，通過本發明的方法獲得的粉末可適用于制備以下材料：

鈾和钚的混合氧化物(U,Pu)O₂燃料，稱為MOX燃料，目前用于輕水反應堆；

含有次錒系元素的包層，例如用于在快中子反應堆中進行核嬗變實驗的含有次錒系元素的嬗變靶，具體地，為了更好地理解這些次錒系元素的嬗變機理，這些靶可由含有1wt％至5wt％的次錒系元素的MOX類型的材料(該材料可用式(U,Pu,Am,Np,Cm)O₂來表示)組成或由其中含10wt％至20wt％的次錒系元素的氧化鈾基質的材料(該材料可用式(U,Am,Np,Cm)O₂來表示)組成。

背景技術

制造鈾和钚的混合氧化物(U,Pu)O₂(稱為MOX燃料)是與在乏燃料的后處理過程中回收的钚進行再循環的愿望有關的多種研發的目標。如今，通過制造和輻照MOX燃料使钚進行再循環被認為是限制钚擴散的一種手段。

在過去的二十年中，已經研發了幾種制造MOX燃料的方法，其中一些方法是將UO₂和PuO₂的粉末完全磨碎來提供緊密的混合物，而另一些方法僅限于對這些粉末的一部分進行研磨。