(57)【要約】【課題】燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法とその装置について、高精度秤量・高速秤量・秤量難度の低下・秤量コストの低減などを満足させるものを提供する。【解決手段】高温ガス炉用燃料を製造するための工程のうちの核燃料物質を含む燃料コンパクトの成形工程で実施される原料粒子の秤量技術である。それは原料粒子１１を１燃料コンパクト分あたり秤量するものであって、つぎのようなステップを有する。はじめに原料粒子１１を容積計量する。つぎに容積計量後の原料粒子１１を秤量する。そのつぎに秤量中の原料粒子１１について１燃料コンパクト分の実測秤量値とその目標秤量値とを比較演算して目標秤量値に対する実測秤量値の差分を原料粒子１１の個数に換算し、当該差分を解消するために必要な量の原料粒子１１を秤量中の原料粒子に個数単位で供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ガス炉用燃料を製造するための工程のうちの核燃料物質を含む燃料コンパクトの成形工程で実施される原料粒子の秤量技術であって原料粒子を１燃料コンパクト分あたり秤量するための方法において、はじめに原料粒子を容積計量すること、つぎに容積計量後の原料粒子を秤量すること、そのつぎに秤量中の原料粒子について１燃料コンパクト分の実測秤量値とその目標秤量値とを比較演算して目標秤量値に対する実測秤量値の差分を原料粒子の個数に換算し、当該差分を解消するために必要な量の原料粒子を秤量中の原料粒子に個数単位で供給することを特徴とする燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法。
【請求項２】
平均直径が０．５〜３ｍｍかつ平均真球度が１．２以下の原料粒子を秤量する請求項１に記載の燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法。
【請求項３】
１粒子あたりの重量が０．００２〜０．０１ｇの原料粒子を秤量する請求項１または２に記載の燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法。
【請求項４】
目標秤量値が０．００１〜１００ｇの範囲内にある請求項１〜３のいずれかに記載の燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法。
【請求項５】
高温ガス炉用燃料を製造するための工程のうちの核燃料物質を含む燃料コンパクトの成形工程で実施される原料粒子の秤量技術であって原料粒子を１燃料コンパクト分あたり秤量するための装置において、原料粒子を容積計量するための容積計量容器と、容積計量後の原料粒子を秤量するための秤量機器と、秤量中の原料粒子について１燃料コンパクト分の実測秤量値とその目標秤量値とを比較演算して目標秤量値に対する実測秤量値の差分を原料粒子の個数に換算するための手段と、秤量中の原料粒子に対して追加用の原料粒子を個数単位で供給するための粒子供給機械とを備えていることを特徴とする燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高温ガス炉用の核燃料物質を含む燃料製造工程のうちの燃料コンパクト成形工程（プレス成形工程）に付帯した秤量技術に関し、より詳しくは燃料コンパクト用の原料粒子を短時間で正確簡易に秤量するための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温ガス炉については周知のとおり、熱容量が大きくて高温健全性の良好な黒鉛で炉心構造（燃料を含む）を構成し、高温下でも化学反応の起こらない不活性ガスたとえばＨｅガスを冷却ガスとして用いている。こうすることで固有の安全性が高くなり、高い出口温度のＨｅガスも取り出すことができるようになる。この高温ガス炉から得られる約９００℃の高熱は、発電をはじめ、水素製造・化学プラント・その他を含む幅広い分野での熱利用を可能にするものである。
【０００３】
高温ガス炉の燃料については、下記の特許文献１〜２や非特許文献１などを参照してつぎのことがいえる。直径５００〜１０００μｍの被覆燃料粒子は、核燃料物質の酸化物からなる燃料核（直径３５０〜６５０μｍ）の外周面に４層の被覆が施されたものである。被覆燃料粒子の被覆層で、低密度炭素からなる第１被覆層は、ガス状の核分裂生成物ＦＰを溜めるためのガス溜め機能と燃料核スウェリングを吸収するためのバッファ機能とを併せもつものである。高密度炭素からなる第２被覆層にはガス状ＦＰの保持機能があり、炭化珪素ＳｉＣからなる第３被覆層には固体状ＦＰの保持機能がある。第２被覆層と同様の高密度炭素からなる第４被覆層には、固体状ＦＰの保持機能があるほか第３被覆層に対する保護機能もある。これら以外に関しては、被覆燃料粒子を黒鉛粉末と混ぜ合わせて一定の形状に成形かつ焼結したものが燃料コンパクトとなり、一定数量の燃料コンパクトを黒鉛筒に入れて封じたものが燃料棒となる。最終的には、所定数の燃料棒を黒鉛ブロックの各挿入口に装填したものが高温ガス炉の燃料となる。
【０００４】
高温ガス炉の燃料は以下のようにして製造するのが一般的である。燃料核をつくる初期のステップでは、硝酸ウラニル原液をアンモニア溶液中に滴下して重ウラン酸アンモニウム粒子を形成し、当該粒子を乾燥した後、酸化・還元・焼結する。燃料核を第１被覆層〜第４被覆層で被覆して被覆燃料粒子をつくるときは、燃料核を高温流動床に導入しＣＶＤ法を実施することで各層を形成する。燃料コンパクトをつくるときの一例では、所定量の被覆燃料粒子を黒鉛マトリックス材（黒鉛粉末＋粘結剤など）とともに所定形状に成形してそれを焼結する。燃料コンパクトをつくるときの他の一例では、被覆燃料粒子を黒鉛マトリックス材でコーティングしてオーバコート粒子とし、所定量のオーバコート粒子を黒鉛マトリックス材とともに所定形状に成形した後、それを焼結する。燃料棒をつくるステップのときは、燃料コンパクトを黒鉛筒に封入すればよい。こうして得られた燃料棒を黒鉛ブロックの各挿入口に装填することで高温ガス炉の燃料ができあがる。
【０００５】
上述した被覆燃料粒子は直径が５００〜１５００μｍの範囲内にあり、その上にオーバコート層が形成されたオーバコート粒子の場合は直径が１０００〜３０００μｍの範囲内にある。このような粒子について、オーバコート層を有するものをオーバコート粒子と称したりしているが、広義の意味ではオーバコート粒子も被覆燃料粒子の範疇に含まれるものである。したがって以下においては、オーバコート粒子についても単に被覆燃料粒子という。
【０００６】
高温ガス炉の燃料製造に際して燃料コンパクトをつくるときは既述のとおり、被覆燃料粒子を原料にして成形工程を実施する。その際には原料粒子を１燃料コンパクト分あたり精密に秤量することで品質のよい燃料コンパクトが得られ、それが最終製品の高品質化にも通じたりする。ちなみに従来法では、下記の非特許文献２やその他に開示された電磁式マイクロフィーダ・既成の計量機器・既成の秤量容器などを用いてこの秤量を実施する。その場合の実施形態についてさらにいうと、電磁式マイクロフィーダは、適当な勾配で下降傾斜した断面溝形の振動供給部から計量機器上の秤量容器内に原料粒子を定量供給し、それを計量機器が測定する。
【特許文献１】特開平０６−２６５６６９号公報
【特許文献２】特開平０７−２１８６７４号公報
【非特許文献１】原子力百科事典  ＡＴＭＩＣＡ［平成16年12月 7日インターネット検索］＜ＵＲＬ：http://www-atm.jst.go.jp/atomica/03030301_1.html＞
【非特許文献２】電磁式マイクロフィーダ・ＭＦ−１形（筒井理化学器械株式会社製：東京都）［平成17年  2月22日インターネット検索］＜ＵＲＬ：http://www.funtaitokogyo.co.jp/rasinban/tt/tt-5.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来法で１燃料コンパクト分の原料粒子を秤量するときは、電磁式マイクロフィーダにおける振動供給部の幅・勾配（下り傾斜角）・振動数などに依存して秤量容器内への原料粒子供給速度や秤量持間が定まる。これについて従来法の場合は、原料粒子の供給速度が低いために秤量を終えるまでの時間が長くなり、数１０ｇの原料粒子を小数点２桁の精度で秤量するのに１回あたり数分も費やしてしまう。もちろん電磁式マイクロフィーダの振動供給部を調整したり仕様を変更したりして原料粒子の供給速度を高めた場合には秤量持間を短縮することができる。しかしこれには面倒な調整がともなう。それに秤量持間の短縮を優先するあまり、原料粒子の供給速度を過度に高速化したりすると、測定系が不安定になったり外乱が生じたりして秤量精度が低下する。
【０００８】
本発明はこのような技術上の課題に鑑み、高精度秤量・高速秤量・秤量難度の低下・秤量コストの低減などを満足させることのできる秤量方法と秤量装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項１に記載の秤量方法は、高温ガス炉用燃料を製造するための工程のうちの核燃料物質を含む燃料コンパクトの成形工程で実施される原料粒子の秤量技術であって原料粒子を１燃料コンパクト分あたり秤量するための方法において、はじめに原料粒子を容積計量すること、つぎに容積計量後の原料粒子を秤量すること、そのつぎに秤量中の原料粒子について１燃料コンパクト分の実測秤量値とその目標秤量値とを比較演算して目標秤量値に対する実測秤量値の差分を原料粒子の個数に換算し、当該差分を解消するために必要な量の原料粒子を秤量中の原料粒子に個数単位で供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法は、請求項１に記載の方法において、平均直径が０．５〜３ｍｍかつ平均真球度が１．２以下の原料粒子を秤量することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法は、請求項１または２に記載の方法において、１粒子あたりの重量が０．００２〜０．０１ｇの原料粒子を秤量することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法は、請求項１〜３いずれかに記載の方法において、目標秤量値が０．００１〜１００ｇの範囲内にあることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項５に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項５に記載の秤量装置は、高温ガス炉用燃料を製造するための工程のうちの核燃料物質を含む燃料コンパクトの成形工程で実施される原料粒子の秤量技術であって原料粒子を１燃料コンパクト分あたり秤量するための装置において、原料粒子を容積計量するための容積計量容器と、容積計量後の原料粒子を秤量するための秤量機器と、秤量中の原料粒子について１燃料コンパクト分の実測秤量値とその目標秤量値とを比較演算して目標秤量値に対する実測秤量値の差分を原料粒子の個数に換算するための手段と、秤量中の原料粒子に対して追加用の原料粒子を個数単位で供給するための粒子供給機械とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法はつぎのような効果を有する。(1) 個数単位で算出した原料粒子を容積計量後の原料粒子に供給して目標の秤量値に到達させるので、燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量について、小数点２桁以下の高い秤量精度を満足させることができる。
(2) 原料粒子の容積計量や個数補給を１分前後で終えることができる。したがって燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量について、従来技術を凌駕することのできる高速化が実現する。
(3) 目標秤量値に近似した計量分の容積計量原料粒子に対して極微少量の原料粒子を個数補給するだけでよく、これに際して難度の高い調整などもともなわないから、高精度や高速性が要求される秤量であってもこれを容易に実施することができる。
(4) 秤量については容積計量容器・秤量機器・粒子供給機械などがあればよく、電磁式マイクロフィーダのような高価設備を要しない。それに粒子供給機械などは電磁式マイクロフィーダに比べて消費電力が格段に少ない。したがって燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量について、イニシャルコストやランニングコストを抑えて秤量コストを低減することができる。
【００１５】
本発明に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量装置はつぎのような効果を有する。(5) 容積計量容器・秤量機器・原料粒子の個数換算手段・粒子供給機械などを備えたものであるから、高精度秤量・高速秤量・秤量難度の低下・秤量コストの低減などを確保しながら本発明方法を実施する場合に有用で有益な装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明で取り扱われるところの燃料コンパクト成形用原料粒子と、本発明に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量装置について、これらの実施形態を添付の図面に基づいて先行説明する。
【００１７】
図１〜図４において、はじめに説明するところの原料粒子１１は既述の被覆燃料粒子からなる。この原料粒子１１にはオーバコート層のない被覆燃料粒子とオーバコート層のある被覆燃料粒子とが含まれる。これについて図４を参照して詳述すると、オーバコート層のない原料粒子１１は燃料核（コア）１２の外周面に第１被覆層１３・第２被覆層１４・第３被覆層１５・第４被覆層１６などを有し、オーバコート層のある原料粒子１１はさらに、黒鉛マトリックス材層１７を第４被覆層１６の上に備えている。
【００１８】
核燃料物質の酸化物からなる燃料核１２は二酸化ウランをセラミック状に焼結した直径３５０〜６５０μｍのものからなる。燃料核１２の外周面に形成された第１被覆層１３は低密度炭素（低密度熱分解炭素）からなり、厚さ３０〜１５０μｍ、密度０．８〜１．２ｇ／ｃｍ３である。第１被覆層１３はガス状の核分裂生成物（ＦＰ）を溜めるためのガス溜め機能や燃料核スウェリングを吸収するためのバッファ機能を併せもっている。第１被覆層１３の上に形成された第２被覆層１４は高密度炭素（高密度熱分解炭素）からなり、厚さ２０〜５０μｍ、密度１．６〜２．０ｇ／ｃｍ３である。第２被覆層１４にはガス状ＦＰの保持機能がある。第２被覆層１４の上に形成された第３被覆層１５は炭化珪素（ＳｉＣ）からなり、厚さ２０〜５０μｍ、密度３．０〜３．２ｇ／ｃｍ３である。第３被覆層１５は主要な強度保証層であり、かつ、固体状ＦＰに対する保持機能をも有する。第３被覆層１５の上に形成された第４被覆層１６は第２被覆層１４と同様の高密度炭素（高密度熱分解炭素）からなり、厚さ２０〜８０μｍ、密度１．６〜２．０ｇ／ｃｍ３である。第４被覆層１６には固体状ＦＰの保持機能があるほか第３被覆層１５に対する保護機能もある。この図示例のように、被覆層を第４被覆層１６で終えたものがオーバコート層のない被覆燃料粒子である。この場合の粒子直径（外径）は５００〜１５００μｍ（０．５〜１．５ｍｍ）の範囲内にあり、一例として１２００μｍ（１．２ｍｍ）の直径を有する。オーバコート層のない被覆燃料粒子としては、熱分解炭素層からなる第５被覆層が第４被覆層１６の上に形成されるものもある。この第５被覆層用の炭素層は高密度であることを要しない。第４被覆層１６（または第５被覆層）の外周面に形成された黒鉛マトリックス材層１７は黒鉛マトリックス材の転動造粒物からなる。その場合の黒鉛マトリックス材は黒鉛粉末に粘結剤を加えて均一に混練したものである。黒鉛マトリックス材層１７は厚さ２０〜４００μｍの範囲内にある。被覆層としてこのような黒鉛マトリックス材層１７までを形成したものがオーバコート層のある被覆燃料粒子となる。この場合の粒子直径（外径）は１０００〜３０００μｍ（１〜３ｍｍ）の範囲内にあり、一例として１３００μｍ（１．３ｍｍ）の直径を有する。原料粒子１１は、また、これの平均真球度が１．２以下である。
【００１９】
原料粒子１１について平均直径をＤ１（ｍｍ）とすると、その平均体積Ｖ１（ｃｍ３）は下記(1) 式で表される。
Ｖ１＝（４／３π）×（Ｄ１／２０）３…………(1) 
【００２０】
図１において、原料粒子１１を一次計量するための計量容器２１は金属・強化樹脂・その複合材のうちから選択された任意材料からなる。とくにいえば熱膨張係数が小さくて機械的特性（強度）の大きい材料からなる。計量容器２１は一例にすぎない図示例において底付きの円筒形をしているが、これは底付きの角筒形のものであっても構わない。
【００２１】
計量容器２１の容積Ｖ２（ｃｍ３）は、原料粒子１１の平均重量をＷ１（ｇ）、目標秤量値をＷ２（ｇ）とした場合に下記(2) 式に基づき設定される。
Ｖ２＝（Ｗ２／Ｗ１）×（Ｖ１）×（１００−３．２）………(2) 
この(2) 式における「３．２」は、計量容器２１への原料粒子１１の充填率誤差を最大２％として算出したものである。
【００２２】
図１に例示された秤量機器３１は応答性・温度特性・耐衝撃性に優れた高分解能を有する電子天秤からなる。秤量機器３１は個数計算・チェック計量・％計量・単位変換（ファクター計算）機能・一般統計データ処理・フィルター測定・その他、多くの機能を備えている。秤量機器３１は、また、それらの機能で得た各種のデータを記録・保存・加工したり入出力したりするためのコンピュータ３２を装備しており、コンピュータ３２で演算した制御用の信号を後述の粒子供給機械４１へ出力できるようにもなっている。ちなみにコンピュータ３２は、秤量機器３１で秤量した原料粒子１１について、１燃料コンパクト分の実測秤量値とその目標秤量値とを演算回路で比較演算して目標秤量値に対する実測秤量値の差分を原料粒子の個数に換算し、それを後述の粒子供給機械４１に入力したりする。      
【００２３】
図１において秤量機器３１上に搭載された秤量容器３３は、計量容器２１により一次計量された原料粒子１１や後述の粒子供給機械４１から個数計算して送られてくる原料粒子１１を受け入れるためのものである。秤量容器３３は前記計量容器２１と同様の材質のものからなる。秤量機器３１と秤量容器３３との関係でいうと、原料粒子１１の秤量時、秤量機器３１は秤量容器３３の重量を算入しないで原料粒子１１の正味量のみを秤量してそれを表示したり出力したりする。
【００２４】
図１〜図３に例示された粒子供給機械４１は、基台４２・支持台４３・軸受４４・回転盤４５・粒子装填用の案内部材５１・粒子供給用の案内部材５４・電動機６１・回転制御機６４・その他で構成されている。
【００２５】
上記において、軸受４４を介して回転盤４５を支持するための支持台４３は図３のごとく基台４２上に組み付けられている。これらのうちで基台４２や支持台４３は金属・合成樹脂・木材・その複合材などのうちの適当な機械的強度を有するものからなり、軸受４４は周知の材質からなる。
【００２６】
図２・図３で明らかな円盤状の回転盤４５は、周方向に等間隔で並んだ多数の凹部４６を表面の外周沿いに有するとともに裏面中央から突出した軸４７をも有するものである。回転盤４５の凹部４６については、原料粒子１１を一つあて嵌め込むことができるものであれば、球面状・円錐面状・角錐面状・円柱形状の凹み・角柱形状の凹みなどいずれでもよい。図示例の場合は球面状の凹部４６が採用されている。このような凹部４６を有する回転盤４５は、支持台４３上において軸４７を傾斜保持した前記軸受４４によって回転自在に支持されている。すなわち回転盤４５は、１５〜３０度、具体的には２０度ほど後方へ傾斜した姿勢で回転自在に支持されている。凹部４６の深さや原料粒子１１について両者の関係をいうと、凹部４６内に嵌め込まれた原料粒子１１は、その粒子の半分をわずかに上回る部分が凹部４６外へ突出する。けれども回転盤４５が傾斜状態にあるため、原料粒子１１が凹部４６から脱出したり脱落したりすることは通常ない。
【００２７】
図２・図３に例示された粒子装填用の案内部材５１や粒子供給用の案内部材５４はつぎのようなものである。一方の案内部材５１は管状または溝状の長い部材からなる。この案内部材５１は基端部側に粒子入口（図示せず）を有するとともに先端部側に開口形の粒子出口５２を有するものである。さらに、この一方の案内部材５１の粒子出口５２の下部には、粒子送り出し用として図３のごとき小さな突出片５３が形成されている。他方の案内部材５４も管状または溝状の長い部材からなる。この案内部材５４は基端部側に開口形の粒子入口５５を有するとともに先端部側に開口形の粒子出口５７を有するものである。さらに、この他方の案内部材５４の粒子入口５５の下部には、粒子受け入れ用として図３のごとき小さな突出片５６が形成されている。これら両案内部材５１・５４も金属・合成樹脂・その複合材など、任意の材質のものからなる。そのうちで合成樹脂からなる両案内部材５１・５４などは可撓性を有していたりする。
【００２８】
図２で明らかなように、粒子装填用の案内部材５１や粒子供給用の案内部材５４は回転盤４５の表面側に配置される。具体的一例にすぎない図示例でいうと、粒子装填用の案内部材５１は、粒子出口５２側を下位とする下り勾配においてその粒子出口５２側が回転盤表面の一方側に近接して配置されるとともに、かかる姿勢や位置を保持して図示しない支持手段で支持される。こうして配置された案内部材５１の粒子出口５２や突出片５３は、回転時における回転盤４５の各凹部４６と定位置において離合するようになる。粒子供給用の案内部材５４も、粒子出口５７側を下位とする下り勾配において粒子入口５５側が回転盤表面の他方側に近接して配置されるとともに、かかる姿勢や位置を保持して図示しない支持手段で支持される。したがって案内部材５４の粒子入口５５や突出片５６も、回転時における回転盤４５の各凹部４６と定位置において離合するようになる。このほか、粒子装填用案内部材５１の基端部側（図示しない粒子入口側）は、一列状態の原料粒子１１をつぎつきと案内部材５１内に進入させるための粒子繰り出し系（図示せず）に連絡されている。さらに粒子供給用案内部材５４の粒子出口５７側は、図１のごとく秤量機器３１上の秤量容器３３まで達している。
【００２９】
図３の電動機６１は回転盤４５に回転力を付与するためのものである。そのため支持台４３上に搭載された電動機６１は、これの駆動軸６２がカップリング６３を介して回転盤４５の軸４７に連結されている。電動機６１についてさらにいうと、これは１ステップあたりの回転量をたとえば１５度のように設定したりその回転量を調整したりすることのできるステッピングモータ（パルスモータ）またはサーボモータからなる。この電動機６１に接続された電気的な回転制御機６４は、秤量機器３１側にあるコンピュータ３２からの制御信号を受けたとき電動機６１にステップ出力を指令したりするためのものである。
【００３０】
つぎに本発明に係る燃料コンパクト成形用原料粒子の秤量方法について、上述した手段を用いるときの実施形態を以下に説明する。
【００３１】
図１において、はじめの段階では原料粒子１１を容積計量する。これに際しては計量容器２１の容積が前記のＶ２であるから、これに基づいて所定量の原料粒子１１を計量容器２１内に入れる。原料粒子１１を計量容器２１内に入れる手段は手動・半自動・全自動のいずれでもよいが、一例として半自動や全自動のような機械的作業を実施するときは、周知の計量ホッパを用いて計量容器２１内に原料粒子１１を定量供給すればよい。
【００３２】
図１において、つぎの段階では容積計量後の原料粒子１１を秤量する。このときは計量容器２１内の原料粒子１１を秤量機器３１上にある秤量容器３３内に移し入れる。より具体的にいうと、ターンテーブル上またはコンベア上に載せられた計量容器２１を所定位置まで搬送した後、それをロボットバンドで掴んで計量容器２１内の原料粒子１１を秤量容器３３内に移し入れるとか、あるいは、移動式のロボットバンドで掴んで上記と同様に原料粒子１１を秤量容器３３内に移し入れるとかする。容積計量後の原料粒子１１をこのようにして秤量容器３３内に移し入れたときは、秤量機器３１がそれを秤量する。
【００３３】
この段階で秤量機器３１が秤量しているのは、容積計量後の原料粒子１１であるから、現在秤量値は前記(2) 式のとおり目標秤量値Ｗ２をわずかに下回る。ゆえに秤量容器３３内には不足分の原料粒子１１を追加しなければならない。この原料粒子１１の追加は個数単位で行われ、それで秤量中の原料粒子１１が目標秤量値Ｗ２にいたる。ちなみに追加すべき原料粒子１１の数Ｗ４（個）は、現在秤量中の重量（容積計量後の原料粒子１１の重量）をＷ３（ｇ）とした場合に下記(3) 式で求まる。
Ｗ４（個）＝（Ｗ２−Ｗ３）／Ｗ１………(3) 
【００３４】
秤量機器３１が容積計量後の原料粒子１１を秤量しているとき、上記(3) 式に基づく電気的ないし電子的な演算をコンピュータ３２が行い、目標秤量値Ｗ２に対して不足する原料粒子１１の個数すなわち追加すべき原料粒子１１の個数を求める。ここで求められた原料粒子１１の個数信号やその追加をうながす信号すなわち制御信号は、コンピュータ３２から粒子供給機械４１の回転制御機６４に送信される。
【００３５】
上記の制御信号を受けた粒子供給機械４１の回転制御機６４は、その制御信号に基づいて電動機６１を所定ステップだけ回転させる。たとえば秤量機器３１上の秤量容器３３内に原料粒子１１を５０個だけ追加すればよいとき、電動機６１を５０ステップだけ作動させて回転盤４５を５０ステップ分だけ間欠回転または連続回転させる。
【００３６】
図２を参照して、回転盤４５の表面のほぼ上半領域にある各凹部４６にはそれぞれ原料粒子１１が装填されている。この回転盤上半領域で左側最下位に位置する凹部４６内の原料粒子１１は粒子供給用案内部材５４の粒子入口５５に直面している。したがって回転盤４５が図２の反時計回り方向へ１ステップ回転したとき、その左側最下位の原料粒子１１が粒子入口５５から粒子供給用案内部材５４内に進入し、ここを重力降下しながら粒子出口５７から秤量容器３３内へと落下する。回転盤４５が図２の反時計回り方向へつぎの１ステップ回転したとき、回転盤４５上にあるつぎの原料粒子１１が粒子入口５５に合致して上記と同様に秤量容器３３内へ落下する。以降のステップ回転でも回転盤４５上にある所定位置の原料粒子１１が上記と同様にしてつぎつぎと秤量容器３３内へ落下する。図２において、このようにして原料粒子１１を追加しているときの回転盤４５の右側では、その表面のほぼ下半領域にある空の凹部４６がステップ回転にともなってつぎつぎと繰り上がり、それらが粒子装填用案内部材５１の粒子出口５２と離合する。空の凹部４６が粒子装填用案内部材５１の粒子出口５２に合致したとき、当該案内部材５１内の原料粒子１１が粒子出口５２から空の凹部４６へと移乗する。したがってそれぞれの空の凹部４６は、粒子装填用案内部材５１の粒子出口５２に合致するごとに原料粒子１１を装填されることとなる。
【００３７】
かくて所定数の原料粒子１１が秤量容器３３内へ追加されたとき、秤量機器３１は秤量中の原料粒子１１が目標秤量値Ｗ２に到達したことを視覚および／または聴覚にとらえることのできる手段で報知する。このような手段で燃料コンパクト成形用原料粒子を秤量するときの目標秤量値Ｗ２は、およそで１００ｇの範囲内にある。ちなみに本発明の手段で「目標秤量値Ｗ２＝数十ｇ」かつ「秤量精度＝小数点２桁以下」を実現するとき、これに要する時間は従来技術の半分以下ですむ。
【００３８】
本発明の手段で精密秤量された原料粒子１１は、中空円筒形にプレス成形またはモールド成形する。その成形物を焼結したものが燃料コンパクトとなり、一定数量の燃料コンパクトを黒鉛製筒に入れてその上下を端栓で封じたものが燃料棒となる。最終的なものとしては、所定数の燃料棒を六角柱型黒鉛ブロックの各挿入口に装填したものが高温ガス炉の燃料となる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明方法や本発明装置は秤量精度が高く、かつ、秤量時間が短い上、イニシャルコストやランニングコストが低いので、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明方法および本発明装置の一実施形態を略示した斜視図である。
【図２】本発明方法および本発明装置の一実施形態で採用された粒子供給機械の正面図である。
【図３】図２に示された粒子供給機械の側面図である。
【図４】本発明方法および本発明装置で取り扱われる原料粒子の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  原料粒子
１２  燃料核
１３  第１被覆層
１４  第２被覆層
１５  第３被覆層
１６  第４被覆層
１７  黒鉛マトリックス材層
２１  計量容器
３１  秤量機器
３２  コンピュータ
３３  秤量容器
４１  粒子供給機械
４５  回転盤
４６  凹部
４７  軸
５１  粒子装填用の案内部材
５２  粒子出口
５３  突出片
５４  粒子供給用の案内部材
５５  粒子入口
５６  突出片
５７  粒子出口
６１  電動機
６２  電動機の駆動軸
６４  回転制御機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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