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天然ウランとは?
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- UO2(NO3)26H2O → UO3 + 2NO2 + 1/2O2 + 6H2O
三酸化ウランは水素を用いて還元して二酸化ウランにした後、流動床等の装置でフッ化水素と反応させて四フッ化ウランにして、フレームタワー等を用いてフッ素と反応させて六フッ化ウランが製造される。四フッ化ウランは、緑色の固体のため、グリーンソルトとも呼ばれることがある。
ただし転換工場内でしか取り扱わないため、一般にグリーンソルトを目にする機会は無い。
転換工場の最終製品である純度を高めた六フッ化ウランガスは、48Yシリンダー(直径約1.4m、長さ約3.8mの鋼製円筒容器)と呼ばれる輸送容器に封入されて濃縮工場に出荷される。
転換工場も日本には無い。
転換工場で転換された純度を高められたウランは、濃縮工場に送られて、ガス拡散法または遠心分離法でウラン238に対するウラン235の比率(濃縮度)を高める。
この過程を濃縮と呼ぶ。
日本では六ヶ所村に濃縮工場がある。
なお、日本からウランを買いつける場合は、転換工場から六フッ化ウランを購入する、海外の濃縮工場で濃縮された六フッ化ウランを購入する、もしくは海外の再転換工場で二酸化ウランにしたものを購入することになる。
天然ウランをそのまま核燃料として使用する黒鉛炉、重水炉の場合は、転換工場から再転換工場へ送られ、天然ウランの六フッ化ウランから核燃料用の金属ウラン棒や二酸化ウランの燃料ペレットが製造される。
軽水炉で使用する場合は、濃縮工場で濃縮ウランに加工され、30Bシリンダー(直径30インチ(約76cm)、長さ約2mの鋼製二重円筒容器)と呼ばれる輸送容器に封入されて再転換工場へ出荷される。
再転換工場(ADU法)では、上述の30Bシリンダーの弁を開けて加熱することにより、UF6を取り出し、水と反応させてUO2F2を生成する。
このUO2F2にアンモニアを加えて重ウラン酸アンモン(ADU、(NH4)2U2O7)を作る。- 2UO2F2 + 6NH4OH → (NH4)2U2O7 + 4NH4F + 3H2O
このADUを水素で還元することにより二酸化ウラン粉末を生成する。
二酸化ウラン粉末は、燃料加工工場に渡されて上述の燃料ペレットに加工されて、ジルカロイ等の合金で作られた被覆管に封入される。
この被覆管を束ねて燃料集合体が作成される。
従来、イエローケーキはIAEAの査察対象ではなく、イエローケーキを加工して純度を高めた六フッ化ウラン以降からが査察の対象であった。
しかしながらイラクの核兵器開発疑惑を発端として包括的保障措置協定に追加される議定書(追加議定書-INFCIRC/540-)が発効した結果、イエローケーキについても取扱量が10トンを超える場合は査察の対象となった。
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