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セラミックス被覆層の分離方法及び分析方法

国内特許コード P09A014974
整理番号 13039
掲載日 2010年1月29日
出願番号 特願2008-092116
公開番号 特開2009-244153
登録番号 特許第5035996号
出願日 平成20年3月31日(2008.3.31)
公開日 平成21年10月22日(2009.10.22)
登録日 平成24年7月13日(2012.7.13)
発明者
  • 植田 祥平
  • 沢 和弘
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 セラミックス被覆層の分離方法及び分析方法
発明の概要

【課題】酸化雰囲気に活性なセラミックス被覆層についても単独で分離し、定比性を求めることができる方法を提供する。
【解決手段】少なくとも核、セラミックス被覆層及び除去層を含むセラミックス被覆粒子から前記核を除去する除去工程(S1)、前記核を除去した前記セラミックス被覆層及び前記除去層を研磨材より研磨する研磨工程(S2)、及び、前記セラミックス被覆層と前記除去層及び前記研磨材とを溶液中で分離する重液分離工程(S3)を備える。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


高温ガス炉燃料は、一般に、多重被覆粒子、燃料要素及び燃料体から構成される。多重被覆粒子は、一般に、燃料核に熱分解炭素、炭化ケイ素(SiC)等で多重に被覆した微小粒子である。ここで、セラミックス被覆層である炭化ケイ素(SiC)は、核分裂生成物を粒子内部に閉じ込める役割を果たすものである。この性能は、セラミックス被覆層の定比性(構成元素の原子比)を測定することによって評価することができる。



炭化ケイ素(SiC)被覆層の定比性を求めるには、まず、酸化燃焼法によりこの被覆層のみを分離する。この酸化燃焼法は、高温で焙焼することによって分離対象外の被覆層(除去層)を酸化燃焼させ、分離対象とするセラミックス層のみを得る方法である(例えば、非特許文献1参照)。




【非特許文献1】小林紀昭、塩沢周策、林君夫、沢和弘、佐藤貞夫、福田幸朔、金子光信、佐藤努、「高温工学試験研究炉の燃料検査基準」、日本原子力研究所、JAERI-M 92-079(1992年6月)

産業上の利用分野


本発明は、高温ガス炉燃料の性能等を評価する上で有用なセラミックス被覆層の分離方法及び分析方法に係り、更に詳しくは、セラミックス多重被覆粒子を研磨、重液分離によりセラミックス被覆層を分離する方法、分離後さらに元素分析を行うことによりセラミックス被覆層の定比性を求める分析方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも核、セラミックス被覆層及び除去層を含むセラミックス被覆粒子から前記核を除去する除去工程、前記核を除去した前記セラミックス被覆層及び前記除去層を研磨材より研磨する研磨工程、及び、前記セラミックス被覆層と前記除去層及び前記研磨材とを溶液中で分離する重液分離工程を備えていることを特徴とするセラミックス被覆層の分離方法。

【請求項2】
前記研磨工程は、前記セラミックス被覆粒子に含まれる複数の層の硬度差を用いて、硬度の小さい層を研磨材により除去することを特徴とする請求項1記載のセラミックス被覆層の分離方法。

【請求項3】
前記研磨工程は、前記セラミックス被覆層以下でかつ前記除去層以上である硬度を持つ研磨材を使用して粉砕器又は乳鉢内で行うことを特徴とする請求項1記載のセラミックス被覆層の分離方法。

【請求項4】
前記重液分離工程は、前記セラミックス被覆層、前記除去層、及び前記研磨材の比重差を用いて、前記セラミックス被覆層のみを前記溶液中で分離することを特徴とする請求項1記載のセラミックス被覆層の分離方法。

【請求項5】
前記重液分離工程は、溶液として、前記セラミックス被覆層以下でかつ前記粉砕器又は乳鉢以上、または、セラミックス被覆層以上でかつ粉砕器又は乳鉢以下の比重を持つ重液を用いることを特徴とする請求項3記載の被覆層の分離方法。

【請求項6】
少なくとも核、セラミックス被覆層及び除去層を含むセラミックス被覆粒子から前記核を除去する除去工程、前記核を除去した前記セラミックス被覆層及び前記除去層を研磨材より研磨する研磨工程、前記セラミックス被覆層と前記除去層及び前記研磨材とを溶液中で分離する重液分離工程、及び、分離した前記セラミックス被覆層の定比性を測定するための元素分析工程を備えていることを特徴とするセラミックス被覆層の分析方法。

【請求項7】
前記元素分析工程は、分離した前記セラミックス被覆層の各構成元素について元素分析により原子数を測定し、これらの比をもって定比性を求めることを特徴とする請求項6記載のセラミックス被覆層の分析方法。

【請求項8】
前記元素分析工程は、分離した前記セラミックス被覆層を酸化させることにより変化した重量を測定することにより各構成元素の原子数を算出し、これらの比をもって定比性を求めることを特徴とする請求項6記載のセラミックス被覆層の分析方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 原子力
  • 混合分離
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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