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核燃料はどのように生産されていますか。
リリース時間:2024-05-21 出所:国家エネルギー局 大きい小さい

圧水炉は現在国内外の原子力発電所で広く使用されている原子炉炉炉型である。圧水炉原子力発電所の核燃料はウラン−235含有量が3%〜5%の低濃縮ウランを使用する。核燃料を得るプロセスには、ウラン鉱山の探査、ウラン鉱山の採掘、ウラン製錬、ウラン転化、ウラン濃縮、燃料要素の製造が含まれる。

(1)ウラン鉱山の探査。地質、物質化探査、リモートセンシングなどの探査技術、方法、手段と計器を用いて、事前調査、全面調査、詳細調査と探査を通じて、ウラン資源を探して明らかにし、ウラン鉱床を確定し、採掘加工の技術経済条件を理解し、ウラン埋蔵量を提出し、ウラン鉱山開発に根拠を提供する。

(2)ウラン採掘。1つの技術は、採掘されたウラン鉱石を破砕し、水中でスラリー状の液に研磨した後、硫酸で鉱石粉中のウランを浸出する。もう1つの技術は「その場浸出」と呼ばれ、鉱石を採掘する必要はなく、浸出液(酸法やアルカリ法を含む)を直接ドリルで地面浸漬に適したウラン鉱(砂岩型ウラン鉱など)に注入してウランを浸出し、ウランを含む浸出液を地面に導入し、その後の分離工程を行う必要がある。現在、国際的に「その場浸出」(地浸出)技術を採用している国は約40%以上を占めている。

(3)ウラン製錬。上記をウラン含有水溶液を得て、イオン交換などの分離、精製過程を行い、さらに沈殿、濾過、乾燥を経て、明るい黄色の重ウラン酸塩またはウラン酸塩、通称「イエローケーキ」を得た。イエローケーキは一定の温度で焼成すると八酸化三ウランを得ることができる。

(4)ウラン転化。この工程は、イエローケーキをさらに不純物を除去して精製した後、固体八酸化三ウランをウラン濃縮工程に必要なガス形態である六フッ化ウランに変換する。

(5)ウラン濃縮。この工程はウラン−235の含有量を天然レベル(0.7%)から3%〜5%に高める。初期のウラン濃縮はガス拡散法を採用し、現在広く使用されているのはガス遠心法であり、レーザー分離技術は各国が研究開発している次世代のウラン濃縮技術である。

(6)燃料要素の製造。まずウラン濃縮によって発生したウラン-235含有量が3%~ 5%の六フッ化ウランガスを二酸化ウラン固体粉末に変換し、それを圧製してコア塊を作製し、高温焼結によってコア塊セラミック体を得た後、セラミックコア塊を研磨した後、シェルに入れて燃料棒(燃料素子)を作製し、最後に燃料棒を燃料集合体に組み立てた。

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