(57)【要約】【課題】本発明の課題は、火災および爆発の危険が少なく、安全性の高い重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備を提供することである。【解決手段】本発明の前記課題を解決するための手段は、重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置を内部に備える閉空間と、該閉空間に存在するガスを強制的に排気する強制排気手段と、前記閉空間に設置され、かつ、ガスを検知して、検知信号を送信するガス検知器と、該ガス検知器から送信された検知信号を受信し、前記内部空間のガスが閾値を超えたときに、前記強制排気手段を作動させる制御信号を送信する制御部とを備えることを特徴とする重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置を内部に備える閉空間と、該閉空間に存在するガスを強制的に排気する強制排気手段と、前記閉空間に設置され、かつ、ガスを検知して、検知信号を送信するガス検知器と、該ガス検知器から送信された検知信号を受信し、前記内部空間のガスが閾値を超えたときに、前記強制排気手段を作動させる制御信号を送信する制御部とを備えることを特徴とする重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備に関し、さらに詳しくは、爆発事故等を未然に防止することができ、重ウラン酸アンモニウム粒子を安全に製造することができる重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１〜５によると、高温ガス炉用燃料は、一般的に以下のような工程を経て製造される。まず、酸化ウランの粉末を硝酸に溶かして、硝酸ウラニル原液とする。次に、この硝酸ウラニル原液に純水及び増粘剤等を添加し、攪拌して滴下原液とする。調製された滴下原液は、所定の温度に冷却され、粘度を調製後、細径の滴下ノズルを用いてアンモニア水溶液に滴下される。
【０００３】
このアンモニア水溶液に滴下された液滴は、アンモニア水溶液表面に達するまでの間に、アンモニアガスを吹きかけられる。このアンモニアガスによって、液滴表面がゲル化され、これにより、アンモニア水溶液表面到達時における変形が防止される。アンモニア水溶液中における硝酸ウラニルは、アンモニアと十分に反応し、重ウラン酸アンモニウム粒子（以下、「ＡＤＵ粒子」と略する場合がある。）となる。
【０００４】
このＡＤＵ粒子は、洗浄、乾燥された後、大気中で焙焼され、三酸化ウラン粒子となる。さらに、三酸化ウラン粒子は、還元及び焼結されることにより、高密度のセラミックス状の二酸化ウラン粒子となる。この二酸化ウラン粒子をふるい分け、すなわち分級して、所定の粒子径を有する燃料核微粒子を得る。
【０００５】
【非特許文献１】Ｓ．Ｋａｔｏ  ”Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＨＴＴＲ  Ｆｉｒｓｔ  Ｌｏａｄｉｎｇ  ｆｕｅｌ”，ＩＡＥＡ-ＴＥＣＤＯＣ-１２１０，１８７  （２００１）
【非特許文献２】Ｎ．Ｋｉｔａｍｕｒａ  ”Ｐｒｅｓｅｎｔ  ｓｔａｔｕｓ  ｏｆ  ｉｎｉｔｉａｌ  ｃｏｒｅ  ｆｕｅｌ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＨＴＴＲ”  ＩＡＥＡ−ＴＥＣＤＯＣ−９８８，３７３（１９９７）
【非特許文献３】林  君夫、”高温工学試験研究炉の設計方針、製作性及び総合的健全性評価”ＪＡＥＲＩ−Ｍ  ８９−１６２（１９８９）
【非特許文献４】湊  和生、”高温ガス炉燃料製造の高度技術の開発”ＪＡＥＲＩ−Ｒｅｓｅａｃｈ  ９８−０７０（１９９８）
【非特許文献５】長谷川正義、三島良績  監修「原子炉材料ハンドブック」昭和５２年１０月３１日発行  ２２１−２４７頁、日刊工業新聞社
【０００６】
しかしながら、ＡＤＵ粒子の洗浄には、有機溶剤が用いられているので、洗浄工程で有機溶剤が揮発することがある。また、硝酸ウラニル、アンモニア水が反応すると水素ガスや酸素ガスが発生してしまう。一般的に、ＡＤＵ粒子製造装置は、屋内に設置されている。したがって、爆発限界を超える程度の揮発成分、水素ガスおよび酸素ガスが、屋内に充満することがある。このような状況においては、ＡＤＵ装置に備えられた送液ポンプ等の装置が作動することにより生じる静電気、摩擦熱または火花等により、火災または爆発の危険がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決し、揮発性ガスを検知したガス検知器からの検知信号に基づいて制御部により強制排気手段を駆動することにより、火災および爆発の危険が少なく、安全性の高い重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の前記課題を解決するための手段は、重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置を内部に備える閉空間と、該閉空間に存在するガスを強制的に排気する強制排気手段と、前記閉空間に設置され、かつ、ガスを検知して、検知信号を送信するガス検知器と、該ガス検知器から送信された検知信号を受信し、前記内部空間のガスが閾値を超えたときに、前記強制排気手段を作動させる制御信号を送信する制御部とを備えることを特徴とする重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、ＡＤＵ粒子製造装置から発生するガス、例えば、水素ガス及び気体状アルコール等の可燃性ガス又は酸素ガス等が、ＡＤＵ粒子製造装置が設置されている閉空間に充満するのを防止することができ、加えて、ＡＤＵ粒子製造装置の作動により生じる静電気、摩擦熱または火花等により発生する火災および爆発の危険を回避することができるので、安全にＡＤＵ粒子を製造することのできるＡＤＵ粒子製造設備を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１または図２を参照しながら、本発明におけるＡＤＵ粒子製造設備について説明する。なお、本発明におけるＡＤＵ粒子製造設備は、図１および図２に示されるＡＤＵ粒子製造設備に限られることはない。
【００１１】
本発明に係る重ウラン酸アンモニウム粒子製造設備１（以下、ＡＤＵ粒子製造設備と称する。）は、閉空間と、強制排気手段３と、ガス検知器４と、制御部５とを備える。
【００１２】
前記閉空間は、ＡＤＵ粒子製造装置２を収容することのできる空間であり、外部空間と隔絶されてなる。この閉空間は、ＡＤＵ粒子製造装置２を収容することができるように、例えば床部材、壁部材及び天井面部材により形成されることができ、外部から閉空間内に出入り可能に開閉扉を必要な箇所に備えてなる。
【００１３】
前記壁部材６としては、コンクリート、レンガおよびガラス等の不燃材料または難燃性ポリエステル樹脂等を挙げることができる。
【００１４】
また、これらの壁部材６は、爆発の危険を回避するために、または、爆発の被害を最小限にとどめるために、防爆式構造にするのが好ましい。
【００１５】
前記強制排気手段３は、前記閉空間内に存在するガス、例えば、水素ガス及び気体状アルコール等の可燃性ガス又は酸素ガス等（以下、「ガス」と称する。）を閉空間の外部へ放出する手段であり、該強制排気手段３の態様としては、図１に示されるように排気管７と排気ポンプＰとから構成されている強制排気手段、または、図２に示されるように換気ファンＦから構成されている強制排気手段等を挙げることができる。
【００１６】
前記強制排気手段３は、前記閉空間を形成する壁部材６の、任意の場所に取り付けることができる。また、前記壁部材６に取り付けられる前記強制排気手段３は、一つであっても、複数であってもよいが、火災および爆発の危険を回避するためには、複数の強制排気手段を取り付けるのが好ましい。
【００１７】
前記強制排気手段３が排気ポンプＰおよび排気管７から構成されている場合、前記排気管７は、その途中に排気ポンプＰを備え、前記排気管７の一端開口部は、前記壁部材６に接続される。
【００１８】
前記排気管７の材料としては、耐腐食性を有する材料であればよく、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料またはポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂およびフッ素樹脂等の高分子材料を挙げることができる。
【００１９】
前記排気ポンプＰは、前記排気管７の途中に設けられ、前記排気管７を介して、閉空間からガスを外部へ放出する。前記排気ポンプＰとしては、特に制限はなく、例えば、真空ポンプ等を用いることができる。
【００２０】
前記排気ポンプＰのガス吸引量としては、少なくとも、１分間当り１００リットルであるのが好ましい。前記ガス吸引量が、１分間当り１００リットルよりも少ないと、閉空間から排気されるガスの量よりも、ＡＤＵ粒子製造装置から発生するガスの量の方が、多くなり、その結果、閉空間内に存在するガスの濃度が爆発限界を超えることがあり、また、排気効率が悪くなり、不経済になることがある。
【００２１】
また、前記排気ポンプＰと前記排気管７の他端開口部との間に、活性炭等を用いてガスを浄化するガス浄化装置を設けることができ、また、バグフィルター等の集じん装置等を設けることもできる。
【００２２】
一方、前記強制排気手段３が、換気ファンＦで構成されている場合、該換気ファンＦとしては、特に制限はなく、公知の換気ファンを用いることができる。
【００２３】
前記換気ファンＦによる換気風量としては、少なくとも、１分間当り１００リットルであるのが好ましい。前記換気風量が、１分間当り１００リットルよりも少ないと、閉空間から排気されるガスの量よりも、ＡＤＵ粒子製造装置から発生するガスの量の方が、多くなり、その結果、閉空間に存在するガスの濃度が爆発限界を超えることがある。
【００２４】
前記ガス検知器４は、前記閉空間に存在するガスのそれぞれの濃度を検出するガスセンサーを備え、前記それぞれのガス濃度が一定値以上になったときに、検知信号を制御部５に送信するように閾値が設定されている。このとき、複数のガスを閉空間外に強制排気したいのであれば、それらガスのうちで爆発限界値の低いガスの濃度に設定するのがよい。
【００２５】
前記ガス検知器４の取り付け位置は、前記閉空間に存在するガスを検知できれば、特に制限はなく、前記閉空間を構成する天井または周囲の壁部材に取り付けられることができる。
【００２６】
前記閉空間に設置される前記ガス検知器４の数としては、特に制限はないが、前記ガスが閉空間内の局所に偏在することがあるので、複数であるのが好ましい。また、前記閉空間において前記ガス検知器４をひとつしか設置できないのであれば、換気ファンを設置して、閉空間内の空気を攪拌して、前記ガスを均一にしてもよい。
【００２７】
前記ガス検知器４としては、公知の検知器を用いることができ、例えば、半導体式ガスセンサー、接触燃焼式ガスセンサー、固体熱電動式ガスセンサー等を用いることができる。
【００２８】
また、前記ガス検知器４に備えられるセンサー素子の材料としては、半導体、有機化合物またはセラミックスを挙げることができる。
【００２９】
前記制御部５は、前記ガス検出器４から送信された検知信号を受信し、制御信号に変換して前記排気ポンプＰに、制御信号を送信する。
【００３０】
本発明に係るＡＤＵ粒子製造設備１は、以下のようにして、作動されることができる。
【００３１】
まず、ガス検知器４で検知したいガスの濃度を設定する。
【００３２】
ＡＤＵ粒子製造装置２から発生するガスが閉空間に充満して、設定濃度に達したとき、ガス検知器４から検知信号が制御部５に送信される。
【００３３】
次いで、検知信号を受信した制御部５は、その検知信号を制御信号に変換して、排気ポンプＰに送信する。
【００３４】
さらに、制御部５からの制御信号を受信した排気ポンプＰは作動を開始し、閉空間に存在するガスを排気する。
【００３５】
閉空間に存在するガスの濃度が、設定値以下になると、ガス検知器４がガス濃度を検知し、検知信号を制御部５へ送信する。
【００３６】
この検知信号を受信した制御部５は、この検知信号を制御信号に変換して、さらに、排気ポンプＰに送信する。
【００３７】
そして、この制御信号を受信した排気ポンプＰは作動を停止する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、排気管および排気ポンプから構成される強制排気手段を備える本発明におけるＡＤＵ粒子製造設備の一例を示す図である。
【図２】図２は、換気ファンから構成される強制排気手段を備える本発明におけるＡＤＵ粒子製造設備の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ＡＤＵ粒子製造設備
２  ＡＤＵ粒子製造装置
３  強制排気手段
４  ガス検知センサー
５  制御部
６  壁部材
７  排気管
Ｐ  排気ポンプ
Ｆ  換気ファン
【図１】
2006169017.tif 000003
【図２】
2006169017.tif 000004