JP2001235592A

JP2001235592A - シュウ酸プルトニウムを酸化プルトニウムに連続的に変換するための方法および装置

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Publication number: JP2001235592A
Application number: JP2000402052A
Authority: JP
Inventors: Gerard Bertolotti; ベルトロッティジェラルド
Original assignee: Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Current assignee: Orano Demantelement SAS
Priority date: 2000-01-03
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: GB0100015D0; FR2803283B1; US20020004025A1; GB2360124B; FR2803283A1; RU2260564C2; JP4558189B2; GB2360124A; US6605261B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シュウ酸プルトニウムを酸化プルトニウムに
変換するための方法および装置を提供することを目的と
する。【解決手段】乾燥および続いて焼成を行うことによっ
てシュウ酸プルトニウムを酸化プルトニウムに連続的に
変換する方法であって、該乾燥および該焼成の操作が、
負圧に保持された単一装置の二つの隣接ゾーン中におい
て、酸素の存在下でガス抽出とともに連続的に行われる
ことを特徴とする上記方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シュウ酸プルトニ
ウムを酸化プルトニウムに変換するための方法および装
置に関する。より詳細には、本発明は、酸素の存在下で
乾燥および続いて焼成を行うことによってシュウ酸プル
トニウムを酸化プルトニウムに連続的に変換するのに好
適な方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、一般的にはプルトニウムの回
収に関連している。プルトニウムのこのような回収は、
抽出サイクルから得られる精製された硝酸プルトニウム
溶液を出発原料として行われ、従来の方法には、四つの
ステップ、すなわち - 前記溶液からシュウ酸塩の形態でプルトニウムを析出
させるステップ、 - 得られた析出物を濾過により回収し、次いで水切りを
するステップ、 - 乾燥および続いて焼成するステップ、ならびに - 最後に均質化するステップ、が含まれている。

【０００３】次に、人間や環境を保護すべく、こうして
得られた酸化プルトニウム粉末を、施行されている安全
規則に従って梱包する。

【０００４】水切りされたシュウ酸プルトニウム（この
水切りされたシュウ酸プルトニウムには、一般的には、
依然として水が約30重量%含まれている。）を乾燥およ
び焼成する操作は、従来の技術によれば、確実な安全性
という理由から常に二重の封じ込めを行った状態で、別
々の装置中で不連続的に（バッチ方式で）実施される。
グローブボックス中に収容された従来のオーブンは、順
次、互いに完全に独立して使用され、第一に、水切りさ
れたシュウ酸プルトニウムの乾燥が行われ、第二に、乾
燥されたシュウ酸塩の焼成が酸素の存在下で行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、この度、
乾燥および続いて焼成(calcining)を行うことによって
シュウ酸プルトニウムを酸化プルトニウムに変換する技
術の改良法を提案する。本出願人は、こうした変換を単
一の装置中で連続的に行うことを提案する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従って、第一の態様にお
いて、本発明は、乾燥および続いて焼成を行うことによ
ってシュウ酸プルトニウムを酸化プルトニウムに変換す
る方法を提供する。特徴的なこととして、この方法で
は、乾燥および焼成のこうした操作が、負圧に保持され
た単一装置の二つの隣接ゾーン中において、酸素の存在
下でガス抽出とともに連続的に行われる（ここで、負圧
とは、周囲圧力に対する相対的な圧力を指す）。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では、シュウ酸プルトニウ
ムを連続的に処理するために、負圧（封じ込めの問題に
対処するため）に保持された単一装置、例えば、スクリ
ューオーブン型またはコンベアオーブン型の装置が使用
される。これにより、こうしたシュウ酸プルトニウムの
乾燥および焼成の両方が連続的に行えるようになる。単
一装置は、有利には、スクリューオーブン型のものであ
り、これについては、本明細書中において以下で一般的
な説明を行うとともに、添付の図面を参照しながら本明
細書中において以下で更に詳細な説明を行う。

【０００８】この単一装置内において、処理されたシュ
ウ酸塩析出物は、その乾燥が行われる第一のゾーンから
その焼成が行われる第二のゾーンに連続的に移送され
る。

【０００９】このシュウ酸塩析出物を酸化物に変換する
ために、この単一装置内において酸素が使用される。

【００１０】この析出したシュウ酸塩の乾燥および焼成
を行うと、ガス、特に、水蒸気および二酸化炭素が生成
する。このガスは抽出しなければならないが、それは、
特に、本発明の方法が実施される単一装置を負圧に保持
する必要があるからである。

【００１１】有利には、ガス抽出が乾燥および焼成のプ
ロセスに与える影響を最小限に抑えるように最適化され
た条件下でガスの抽出を行う。特に、乾燥時に生成した
水によって乾燥粉末が再び湿気を帯びることが極力回避
されるように、移送(entrained)される粉末の量を最小
限に抑える。この目的のために、有利には、本発明の方
法が実施される単一装置の乾燥ゾーン中でこうしたガス
の抽出を行う。好ましくは、このゾーン中のできるだけ
上流で抽出を行う（ただし、処理対象の仕込物(the loa
d)が導入されるゾーンの下流で行わなければならないこ
とは明らかである）。

【００１２】本発明では、従来技術の場合と同様に、抽
出されたガスは、放射性ダストと一緒に送入される。従
って、排出する前に、こうしたガスからダストを除去す
る必要がある。この目的のために、従来技術、特に、以
下の技術を使用することが可能である。

【００１３】- 前記ガスを凝縮器-洗浄器中で処理する
ことができる、および/または - 前記ガスを濾過エレメントに通すことができる。

【００１４】このような濾過エレメントは、ガス抽出循
環路上に配置される。一般的には、この型のn個の並列
連結エレメントが使用される。便宜上、このようなエレ
メントは、支持体中に配設された濾過剤によって構成さ
れており、濾過カートリッジと呼ばれている。使用目的
が何であろうと、濾過剤が一度目詰まり(clogging)を起
こすと、このようなカートリッジはもはや効果がなくな
る。通常の用途では、このようなカートリッジは、定期
的な交換が必要である。目詰まりが起こるということ
は、規則的に交換しなければならないことを意味し、問
題の目詰まりが起こったときは、ガス濾過プロセスを割
り込ませる必要がある。

【００１５】本発明の方法を実施する場合、有利には、
少なくとも1個の濾過カートリッジに通して濾過するこ
とにより放射性ダストを除去し、抽出されたガス（有利
には、乾燥ゾーンから抽出されたガス）を清浄化する。

【００１６】本発明では、中断させることなくかつ目詰
まりした濾過剤(filter medium)をin situで再生させな
がらこうした濾過を行うのに特に有利な条件下でこのよ
うな濾過を行うことが推奨される。従って、本発明の方
法は、抽出したガスを非変形性(non-deformable)濾過剤
の入っている少なくとも1個の濾過カートリッジに通し
ながら実施され、こうした濾過剤の目詰まりは、濾過を
中断させることなくinsituで間欠的に除去される。この
ような目詰まりの除去は、問題の濾過剤として非変形性
(undeformable)のものを用いることによって可能にな
る。濾過剤の目詰まりを除去するために、問題の濾過剤
中を貫通するようにガスの小さなパルスを（濾過される
ガスに対して）逆方向に吹き込む(puff)ことが推奨され
る。

【００１７】こうして吹き込まれるガスの量は明らかに
制限を受ける。いかなる状況下においても、正真正銘の
逆流が生成されることはない。このため、無視し得ない
量のガスが装置中に流入することによってこの装置内の
圧力が上昇し（ここで、忘れてならないことは、常に、
負圧を保持しなければならないことである）、更に、そ
こから上流方向にダストが吹き飛ばされる可能性があ
る。有利には、このようなガスの量は、所望のパルス効
果（意図した通りに目詰まり除去を行うのに好適なパル
ス効果）を得るのに必要な量に厳密に制限される。

【００１８】この場合、装置の雰囲気が乱されることは
ないので（たとえ、時間間隔を短かくしても）、中断す
ることなく濾過を行うことができる。明らかではある
が、装置の全容積が大きくなるほど、許容しうるガスの
パルス量は多くなる。同様に、容積の小さな装置中で使
用する濾過カートリッジの数を多くすることは適切なこ
とである。このようなカートリッジを1本ずつ再生すれ
ば、1回の吹き込みで必要になるガスの量は非常に少な
くて済む。

【００１９】再生の対象となる濾過剤上に正真正銘のダ
ストの層または「ケーク(cake)」が生成した場合のみ、
ガスの小さなパルスを吹き込めば、目標のパルス効果が
最適化される。このような最適条件下で行うようにすれ
ば、すなわち、濾過剤上に認識可能な厚さのダストの層
が存在する場合のみ行うようにすれば、ガスのパルスは
圧力低下が最大のときにさらされるため、装置内で逆流
が発生しないことは明らかである。従って、目詰まりの
除去方法の好ましい他の実施形態では、濾過剤上にダス
トの層が生成した場合に1回だけガスの小さなパルスを
吹き込むことが強く推奨される。ガスを早期に吹き込む
と、次の2つの望ましからぬ現象が観測される可能性が
ある。

【００２０】- 問題の濾過剤が再び目詰まりを起こすま
での時間が非常に短くなる。

【００２１】- 吹き込みガスが十分な圧力低下のある状
態で吹き込まれないと、装置内に逆流が観測される。

【００２２】これらの望ましからぬ現象を最小限に抑
え、更にそれらを回避するための方法は、当業者には周
知であり、いずれにしても、問題となる種々のパラメー
タ（再生すべき濾過剤の内容積、装置の全容積など）が
与えられれば、最良の結果を得るためのケークの最小の
厚さすなわち最適な厚さを決定することができる。

【００２３】この時点で忘れてならないことは、in sit
uで目詰まりが除去できる濾過剤は非変形性であるとい
うことである。従って、変形させたり振動させたりする
ことなく、本発明において、こうした濾過剤の目詰まり
の除去が行われることは明らかである（有利には、表面
上に形成された純粋なケークを破壊することによって除
去が行われる）。

【００２４】このような非変形性濾過剤は、当業者には
よく知られている。特に、焼結金属、金網、またはセラ
ミックスからなる濾過剤によって構成することができ
る。

【００２５】有利には、ガスの小さなパルスは、ノズ
ル、有利には音波スロート(sonic throat)を有するノズ
ルを利用して吹き込まれる。このようなノズルの形状
は、目標のパルス効果が得られるように最適化されなけ
ればならない。こうした最適化は、当業者の能力の範囲
内にある。

【００２６】こうしてガス抽出ゾーンに吹き込まれたガ
スによって、進行中の乾燥および焼成プロセスが量（上
記参照）および/または種類にかかわらず攪乱されるこ
とがないようにしなければならないことは明らかであ
る。特に、空気または不活性ガス、とりわけ空気を吹き
込むことが推奨される。この場合には、装置の酸化的雰
囲気にそれほど影響を及ぼすことなく、より低コストで
目詰まりの除去を行うことができる。

【００２７】上記の内容に照らして、当業者は、本発明
の利点を理解することができる。（湿分を含む）シュウ
酸プルトニウムの処理（乾燥＋焼成）は、単一装置内で
連続的に行われる。従って、これと同じ処理をそれぞれ
異なる装置内で行われる二つの別々の段階（乾燥、焼
成）として従来技術で行うよりもかなり効率的である。

【００２８】本発明の第二の態様において、本発明は、
上記の方法を実施するのに好適な装置を提供する。この
単一装置内では、シュウ酸塩析出物の乾燥およびそれに
続く焼成がうまく行われる。

【００２９】以下に記載の装置が特に好ましい。

【００３０】ここで注目すべきことは、本発明の方法
は、いくらか異なる装置中で実施するのに非常に好適で
あるということである。

【００３１】特に好ましい装置は、 - 水平縦方向軸上にアルキメデス型スクリューを備えた
ほぼ円筒形のオーブンであって、該スクリューが、回転
時、熱処理された物質を該物質の乾燥が行われる該オー
ブンの第一のゾーンから該物質の焼成が行われる第二の
ゾーンに移送するのに好適であり、該オーブンの本体
が、第一に、・該第一のゾーンに隣接した一方の本体端部において
該オーブンへシュウ酸プルトニウムを供給し、・該第二のゾーンに隣接した他方の本体端部において
該オーブンから酸化プルトニウムを取り出し、・該オーブン中へ酸素を注入し、および・該オーブンからガス抽出する、のに好適な開口(openings)を備え、第二に、該第一のゾ
ーン中における乾燥および該第二のゾーン中における焼
成を行うのに好適な該オーブン内の温度条件を規定する
ように調節を行うのに好適なヒータエレメントを収容す
るためのハウジングを本体厚さ内に備えた、該オーブン
と、 - 該オーブンを負圧に保持しながら該オーブンからガス
を抽出するのに好適なガス抽出手段であって、該オーブ
ンの本体中に形成されたガス抽出用開口の下流で動作す
る該ガス抽出手段と、有利には、 - 該ガス抽出手段によって該抽出用開口を介して抽出さ
れた該ガスから移送ダストを除去するのに好適な除去手
段であって、有利には濾過アセンブリによって構成され
た該除去手段とを備えている。

【００３２】該オーブンの本体の厚さ内に配置するため
のヒータエレメント（この目的のために備えられたハウ
ジング中に配置される）は、好ましい他の形態では、適
切な長さのヒータロッドにより本質的に構成されてい
る。オーブンの軸に対して縦方向に配置するためのこの
ヒータロッドは、有利には、生成する加熱力を調節する
ための手段、例えば、熱伝対に関連づけられている。

【００３３】特に好ましい他の形態では、次の二種のタ
イプのこのようなヒータロッドがオーブンの本体中で使
用される（この目的のために備えられたハウジング中で
使用される）。

【００３４】・オーブンの第一のゾーン中におけるシ
ュウ酸プルトニウムの乾燥の一部分の役割を担う少なく
とも1本の「短い」ロッド、および・（この短いロッド（1本または複数本）に加えて）該
オーブンの第一のゾーン中におけるシュウ酸プルトニウ
ムの乾燥の残りの部分とオーブンの第二のゾーン中にお
けるこのシュウ酸プルトニウムの焼成との両方の役割を
担う少なくとも1本の長いロッド。

【００３５】先に述べたように、ガス抽出は、有利に
は、乾燥ゾーン中で行われる。従って、ガス抽出用開口
は、有利には、乾燥ゾーン（オーブンの第一のゾーン）
中において、当然のことながら、シュウ酸プルトニウム
をオーブンに供給するための開口の下流に配設される。

【００３６】抽出されたガスから移送ダストを除去する
ための手段として、特に、凝縮器-洗浄器および/または
濾過アセンブリを具備することができる。このような手
段は、有利には、濾過アセンブリにより構成される。こ
のような濾過アセンブリには、一般的には、少なくとも
1個の濾過カートリッジ、有利には、並列に連結されたn
個の濾過カートリッジのセットが含まれる。

【００３７】有利には、先に述べたように、in situで
目詰まりの除去を行うために、非変形性濾過剤の入った
1個以上の濾過カートリッジを使用し、これらのカート
リッジのそれぞれについて、その濾過剤の目詰まりを除
去するための手段が備えられる。

【００３８】このような目詰まり除去手段には、一般
に、目詰まりした濾過剤中にガスの小さなパルスを間欠
的に送り込むのに好適なノズルが含まれている。

【００３９】パルスの効果は、有利には、高速開閉電磁
弁の制御下でこのようなガスをこのようなノズルに供給
することによって得られる。

【００４０】目詰まりを除去するために使用されるガス
は、適切なネットワークから取り出すことができる。ま
た、このために配設された供給部すなわちタンクから取
り出すことも可能であり、この場合には、このようなタ
ンクにガスを送入した後、ガスは、その中に減圧下で貯
蔵される。このようなタンクは、当然のことながら、ス
トップコックによって遮断するのに好適である。このよ
うなタンク中のガスの圧力は、減圧(pressure-reducin
g)弁を利用して調節される。タンクの下流において、再
生すべき濾過剤中にガスを注入することができる。注入
は、有利には形状および系内の位置が最適化されたノズ
ルを利用して行われる。こうしたノズルの狭窄部で得ら
れる流速は、音速にすることができる。吹き込みは、有
利には、電磁弁の制御下で行われる。

【００４１】この場合には、パルス時に吹き込まれるガ
スの質量流量を完全に制御することができる。

【００４２】特徴的なこととして、本発明の装置中では
単一のオーブンが使用される。このオーブン内では、
（水切りされた）シュウ酸プルトニウムが連続的に乾燥
および続いて焼成される。

【００４３】このオーブンは、前述した四つの開口を備
えている。有利には、これらの四つの開口は、次のよう
に配置される。

【００４４】- シュウ酸塩供給用開口は、オーブン本体
の上部に配置される。

【００４５】- ガス抽出用開口は、同様にオーブン本体
の上部に、かつ該供給用開口の下流に配置される。先に
述べたように、この抽出用開口を該供給用開口に近接さ
せることが有利である。

【００４６】- 取り出し用開口は、該オーブン本体の底
部に配置される。

【００４７】- 酸素注入用開口は、該オーブン本体の上
部に、有利には該取り出し用開口と同じ軸上に配置され
る。また、当然のことながら、供給用開口およびガス抽
出用開口は、乾燥用の第一のゾーン中に存在し、取り出
し用開口および酸素注入用開口は、焼成用の第二のゾー
ン中に存在する。

【００４８】所定の長さのオーブン中における粉末の滞
留時間を最大化するために、すなわち、該粉末が酸素と
接触している時間を最大化するために、酸素注入用開口
および取り出し用開口は、供給用開口およびガス抽出用
開口からできる限り離間させて配置される。

【００４９】このオーブンの構造は、有利には、以下に
説明されている通りである。このオーブンの本体は、前
軸受（供給端）および後軸受（取り出し端）によって漏
れのない状態に閉じられており、また、アルキメデス型
スクリューがこれらの二つの軸受と係合した状態にあ
る。このスクリュー用の駆動デバイス（モータ）は、該
前軸受の上流に配置されており、有利には、安全上、該
スクリューが実際に回転していることを検出するための
アセンブリに連結されている。後軸受には、スイープガ
スの注入ができるようにするための手段が講じられてい
る。このようなガス（一般的には、空気、または窒素の
ような不活性ガス）を使用すると有利である可能性があ
る。いずれにしても、このガスは、該後軸受を冷却し、
封じ込めを強化する。

【００５０】ヒータエレメントが格納されている本発明
の装置の主要な構造要素であるオーブン本体は、有利に
は、断熱アセンブリで囲まれている。このアセンブリ
は、有利には、膨張を補正するためのベローズを備えた
ケースによって保護されている。このケースは、オーブ
ンの形状に整合した形状をもつ。従って、ほぼ円筒形で
ある。

【００５１】この時点で忘れてならないことは、二重の
封じ込めを行うために、本発明の装置は、一般に、グロ
ーブボックス(glove box)内に具設される。この場合、
ヒータエレメント用としてオーブンの本体中に配設され
たハウジングは、有利には、該グローブボックスの外側
から該ヒータエレメントを操作できるようにすべく、該
グローブボックスの外側に開放されている。従って、こ
のオーブン本体の表面のうちの前面の一部分は、該グロ
ーブボックスの前面の一部分を構成していることが分か
るであろう。

【００５２】本発明の装置の有利な他の形態について、
図1を参照しながら以下で説明する。図1は、本発明のこ
うした有利な他の形態を構成する装置を示す縦方向断面
図である。

【００５３】図2は、使用する加熱ロッドの位置および
タイプを示す図である。

【００５４】図1に図示されているように、本発明の装
置には、以下の要素が含まれる。

【００５５】- 略円筒形のオーブン本体1。このオーブ
ン本体は、一方の本体端部にかつ本体の上部にシュウ酸
プルトニウムの供給を可能にする開口11を備え、該オー
ブン本体の他方の端部にかつ本体の底部に取り出しを可
能にする開口12を備えている。第三の開口9は、上部に
かつ取り出し用開口12と同じ軸上に酸素注入用として配
設されている。第四の開口15は、該オーブン本体1から
ガスを抽出することができるように配設されている。

【００５６】- 該オーブン本体1の内部に配置されかつ
入口端で硬質の前軸受5と係合しているアルキメデス型
スクリュー2。このスクリュー2は、軸受5の端部に取り
付けられたトルクメータおよびボールトルクリミッタ(b
all torque limiter)が備えられたモータおよびギヤボ
ックスユニット7によって回転される。回転を検出する
ためのアセンブリ18により、該スクリュー2が回転して
いることを検証することができる。明らかに保守を容易
にすることを目的として、本発明の装置全体が配置され
ているグローブボックス20の外側に、該スクリュー2を
駆動するためのシステムが配置されている。軸受5は、
軸方向の漏れを防止するグラファイト／金属製シールガ
スケットによって、オーブン内部の雰囲気から遮断され
ている。該前軸受5および該スクリュー2は、オーブンの
耐用年数内で交換が必要な場合があるため、取り外し可
能になっている。

【００５７】- 該オーブン本体1中での該スクリュー2の
回転を可能にするグラファイト製リングによって構成さ
れた後軸受6。この後軸受6により、該オーブン本体1中
へのスイープ空気10の注入が可能になる。このスイープ
空気は該後軸受6を冷却する。該オーブンと内部に該オ
ーブンを配設してなる該グローブボックス20との間の封
じ込めは、該スイープガスを利用して動的に行われる。

【００５８】- それぞれ熱伝対を備えかつ乾燥および焼
成の両方に用いられる少なくとも1本の長いロッドと乾
燥だけに用いられる少なくとも1本の短いロッドとを有
するヒータロッドのセット4（ジュール効果を利用した
ヒータ）。これらのヒータロッドの位置および温度は重
要である。なぜなら、これによってオーブン1の内部の
温度プロフィルが決まり、従って、最終的な酸化物の品
質が決まるからである。このようなロッド4の可能な配
置が図2に示されている。参照記号AおよびBは、2本の乾
燥用および焼成用ロッドを表している。加熱および調節
エレメントは、オーブンの耐用年数内で交換が必要な場
合があるため、取り外し可能になっている。これらは、
本発明の装置が格納されているグローブボックス20の前
面から挿入される。従って、汚染されることなく交換が
可能である。

【００５９】- 該オーブン本体1の周りにある断熱アセ
ンブリ3。断熱材は、膨張補正ベローズ8を備えた円筒形
ケースによって保護されている。本質的に後軸受6の取
り扱いが必要であるため、グローブボックス20中のグロ
ーブ孔から断熱材3を容易に取り出すことができなけれ
ばならない。

【００６０】- 焼結ステンレス鋼カートリッジ13から作
製されたガス濾過アセンブリFおよび該カートリッジ13
の目詰まりを除去するための手段14。ファネル15に通す
ことによって、手段Pを動作させた状態でオーブンの乾
燥領域（第一のゾーン）からガスの抽出が行われる。抽
出は、粉末の移送を最小限に抑える条件下で行われる。
この濾過アセンブリFは、濾過カートリッジ13中におけ
る凝縮を回避するために、加熱カラー(collar)16によっ
て加熱される。この濾過アセンブリFは、断熱材17によ
って囲まれている。交換の必要な場合のあるカートリッ
ジ13は、取り外し可能である。

【００６１】一般に回転式濾過器から送られてくる水切
りされたシュウ酸塩は、11を介して重力によりオーブン
本体1の上端を通って落下し、他端の底部の12の位置で
オーブンから酸化プルトニウムの形態で流出する。この
物質は、該オーブン本体1の内部で連続的に回転するア
ルキメデス型スクリュー2によって水平方向に移送され
る。この移送中は常に、この物質の温度が上昇する。

【００６２】加熱および調節エレメント4（抵抗4および
図示されていないが熱伝対）は、オーブン本体1の厚さ
内に収容されている。

【００６３】シュウ酸塩を乾燥および焼成することによ
って生成したガス、過剰の酸素、およびスイープ空気
は、手段Pによって、濾過カートリッジ13が格納されて
いる濾過アセンブリFの方向に移送される。移送粉末
は、該カートリッジ13の濾過剤中に保持される。目詰ま
り除去手段14によって、この濾過剤の目詰まりがin sit
uで除去される。

【００６４】- in situ目詰まり除去は、非常に少量の
空気をカートリッジ13のそれぞれに逐次的に音速で送り
込むことによって行われる。この空気は、加圧下で供給
部から取り出される。当然のことながら、装置全体は負
圧（周囲圧力よりも低い圧力）に保持される。ケーク状
粉末はオーブン中に直接落下する。この独創的な目詰ま
り除去は「衝撃（bang）」効果によって行われるとみな
すことができる。

【００６５】温度が上昇したときにオーブンが自由に膨
張できるようにすべく、該オーブン本体1は、物質送入
端でグローブボックスに固定されたレール上に、ホイー
ル付きクレードル(cradles)を介して着座しており、ベ
ローズフランジによってグローブボックスの前面が該オ
ーブン本体の前面に連結されている。これらの手段、す
なわち、クレードル、レール、ベローズフランジは、図
1に示されていない。

【００６６】オーブンは、遠隔制御ステーションから制
御される。

【００６７】当然のことながら、装置は正確に寸法取り
する(dimensioned to be sub-critical)。

【００６８】オーブン中の内容物が追い出されることが
あってはならず、オーブンはシール状態に保持しなけれ
ばならない。また、たとえ地震が起こった後でさえも、
その幾何学的特性を保持しなければならない。

【００６９】

【実施例】以下の実施例により本発明について説明す
る。

【００７０】図1に図示されている種類の本発明の装置
において、本発明の方法を実施した。

【００７１】アルキメデス型スクリューをオーブンに取
り付けた。軸受の間隔に関連した機械的な理由で、この
オーブンの長さが制限された。その長さは約2メートル
（m）であった。スクリューの長さは1700mmであった。
スクリューは、直径162mmの円筒形容積（オーブンの内
容積）中で回転させた。

【００７２】このオーブンは、以下の条件下で使用し
た。

【００７３】- 最大能力時: - 乾燥ゾーンにおける（粉体占有体積／オーブン内利用
可能全体積の比）60%、および - 焼成ゾーンにおける深さ16mm、ここで、該乾燥ゾーンはオーブンの長さの最初の1/3に
相当し、該焼成ゾーンは該長さの最後の2/3に相当す
る。

【００７４】- 最小粉末滞留時間45分間: すなわち、乾
燥ゾーン中で15分間、焼成ゾーン中で30分間。

【００７５】スクリューの回転速度（このスクリュー
は、毎分0〜5回転（rpm）の範囲の速度で回転可能であ
る）は、いかなる場合においても、焼成ゾーンにおける
シュウ酸塩の深さが16mmを超えないように調節した。

【００７６】- 加熱ロッド（4本の乾燥ロッドならびに2
本の乾燥および焼成ロッド）を図2に示されているよう
に配置した。これらの乾燥ロッドはそれぞれ、全長650m
m、より詳細には有効長395mm、および電力定格1.250kW
であった。一方、乾燥および焼成ロッドはそれぞれ、全
長1925mm、より詳細には有効長1670mm、および電力定格
2.4kWであった。従って、これらのロッドが伝達可能な
全電力は9.8kWであり、乾燥ゾーンの温度勾配250℃〜50
0℃および焼成ゾーンの温度勾配500℃〜675℃を確保す
るのに十分であった。

【００７７】このオーブンは、周囲圧力よりも低い約50
0Pa（水柱50mm）の負圧に保持した。

【００７８】毎時9.9kgの（湿分を含んだ）シュウ酸プ
ルトニウムを供給した。従って、毎時4.5kgの酸化プル
トニウム（毎時4kgのプルトニウム、すなわち、毎日96k
gのプルトニウムに相当する）が生成した。

【００７９】この湿分を含んだシュウ酸プルトニウムに
は、水が30重量%含まれていた（水の合計＝結合(bonde
d)水＋間隙水）。その見掛け相対密度は0.6であった。
以下の反応が進行した。

【００８０】 Pu(C₂O₄) ₂ 6H₂O ＋ O₂ → PuO₂ ＋ 6H₂O ＋ 4CO₂ 理論量の2倍に相当する速度で酸素を該オーブンに注入
した。

【００８１】また、後軸受を介して毎時200標準リット
ル（Nl/h）の空気を注入した。

【００８２】ガス濾過アセンブリに関連した内容とし
て、次の点を挙げることができる。それぞれ高さ250m
m、直径30mm、および濾過面積300cm²を有する7個のPora
l（登録商標）カートリッジによってガス濾過アセンブ
リを構成した。

【００８３】これらのカートリッジのそれぞれに対し
て、順次、15分間ごとに約1回、目詰まり除去の処理を
行った。1回で約12グラムのケークが取り出された。目
詰まり除去を目的として送入された空気のパルスは、30
0標準立方センチメートル（Ncm3）の空気に相当する。

【００８４】この濾過アセンブリにより、毎時7.8標準
立方メートル（Nm³/h）のガスを濾過した。このガス
は、5.6Nm³/hの水蒸気、二酸化炭素、および過剰酸素＋
2.2Nm³/hの通気ガス（後軸受を介して注入された空気を
含む）に相当する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一例（断面図）を示す図であ
る。

【図２】加熱ロッドノの位置及びタイプを示す図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乾燥および続いて焼成を行うことによっ
てシュウ酸プルトニウムを酸化プルトニウムに連続的に
変換する方法であって、該乾燥および該焼成の操作が、
負圧に保持された単一装置の二つの隣接ゾーン中におい
て、酸素の存在下でガス抽出とともに連続的に行われる
ことを特徴とする上記方法。
【請求項２】前記ガスが、前記装置の乾燥ゾーンから
抽出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】抽出された前記ガスが、少なくとも1個
の濾過カートリッジ（13）に通すことによって濾過され
ることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】前記1個または複数個の濾過カートリッ
ジ（13）に非変形性濾過剤が入っており、濾過を中断す
ることなくin situで間欠的に該濾過剤の目詰まりが除
去される(unclogged)ことを特徴とする請求項３に記載
の方法。
【請求項５】前記目詰まりの除去が、ガスの小さなパ
ルスを、有利には前記濾過剤上に層が形成された後、逆
流として前記濾過剤に吹き込むことを含み、該ガスのパ
ルスが、有利には、音波スロートを有するノズル（14）
を介して吹き込まれることを特徴とする請求項４に記載
の方法。
【請求項６】乾燥および続いて焼成を行うことによっ
てシュウ酸プルトニウムを酸化プルトニウムに連続的に
変換する方法を実施するための装置であって； - 水平縦(longitudinal)方向軸上にアルキメデス型スク
リュー（2）を備えた円筒形のオーブンであって、該ス
クリュー（2）が、回転時、熱処理された物質を該物質
の乾燥が行われる該オーブンの第一のゾーンから該物質
の焼成が行われる第二のゾーンに移送するのに好適であ
り、該オーブンの本体（1）が、第一に、・該第一のゾーンに隣接した一方の本体端部において
該オーブンへシュウ酸プルトニウムを供給し、・該第二のゾーンに隣接した他方の本体端部において
該オーブンから酸化プルトニウムを取り出し、・該オーブン中へ酸素を注入し、および・該オーブンからガスを抽出する、のに好適な開口(ope
nings)（11、12、9、15）を備え、第二に、該第一のゾ
ーン中における乾燥および該第二のゾーン中における焼
成を行うのに好適な該オーブン内の温度条件を規定する
ように調節を行うのに好適なヒータエレメント（4）を
収容するためのハウジングを本体厚さ内に備えた該オー
ブンと、 - 該オーブンを負圧に保持しながら該オーブンからガス
を抽出するのに好適なガス抽出手段（P）であって、該
オーブンの本体（1）中に形成されたガス抽出用開口（1
5）の下流で動作する該ガス抽出手段（P）と、有利には、 - 該ガス抽出手段（P）によって該抽出用開口（15）を
介して抽出された該ガスから移送(entrained)ダストを
除去するのに好適な除去手段であって、有利には濾過ア
センブリ（F）によって構成された該除去手段、とを備
えていることを特徴とする上記装置。
【請求項７】前記ハウジングが、前記オーブンの縦軸
方向に延在(extend)しており、かつヒータロッド、有利
には、・前記第一のゾーン中におけるシュウ酸プルトニウム
の乾燥の一部分を行うための少なくとも1本の短いロッ
ド、および・前記第一のゾーン中におけるシュウ酸プルトニウム
の乾燥の一部分と前記第二のゾーン中における乾燥され
たシュウ酸プルトニウムの焼成との両方を行うための少
なくとも1本の長いロッド、を収容するように備えられ
ていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】前記ガス抽出用開口（15）が、乾燥用の
前記第一のゾーン中においてシュウ酸プルトニウム供給
用開口（11）の下流に備えられていることを特徴とする
請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】それ自体が少なくとも1個の濾過カート
リッジ（13）、有利には並列に連結されたn個の濾過カ
ートリッジ（13）のセットを具備する濾過アセンブリ
（F）が含まれていることを特徴とする、請求項６〜８
のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】前記1個または複数個の濾過カートリ
ッジ（13）に非変形性濾過剤が入っており、かつ各濾過
カートリッジが、in situで該濾過剤の目詰まりを除去
するための手段備えていることを特徴とする請求項９に
記載の装置。
【請求項１１】前記目詰まり除去手段が、前記濾過剤
にガスの小さなパルスを間欠的に吹き込むためのノズル
（14）を具備し、該ノズル（14）に、有利には高速開閉
電磁弁の制御下で、該ガスが供給されることを特徴とす
る請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】前記供給用開口（11）が、前記オーブ
ン本体（1）の上部に配設されており、前記ガス抽出用開口（15）が、同様に前記オーブン本体
（1）の上部に、かつ前記供給用開口（11）の下流に備
えられており、前記取り出し用開口（12）が、前記オーブン本体の底部
に備えられており、前記酸素注入用開口（9）が、前記オーブン本体（1）の
上部に、有利には前記取り出し用開口（12）と同じ軸上
に備えられていることを特徴とする請求項６〜１１のい
ずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】前記オーブンの本体（1）が、前軸受
（5）および後軸受（6）によってシールで閉じられてお
り、前記アルキメデス型スクリュー（2）が、該軸受
（5、6）と係合しており、前記スクリュー（2）を駆動
するための駆動デバイス（7）が、該前軸受（5）の上流
に備えられており、有利には、スイープガス（10）を注
入できるように該後軸受（6）を配置した状態で、前記
スクリュー（2）が実際に回転していることを検出する
ためのアセンブリ（18）に連結されていることを特徴と
する請求項６〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】前記オーブンの本体（1）が、断熱ア
センブリ（3）で囲まれており、有利には、該断熱アセ
ンブリ（3）が、膨張補正ベローズ（8）を備えたケース
で保護されていることを特徴とする請求項６〜１３のい
ずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】グローブボックス（20）中に配置され
てなり、有利には、前記ヒータエレメント（4）用とし
て前記オーブンの本体（1）中に備えられた前記ハウジ
ングが、該グローブボックス（20）の外側に開放されて
いることを特徴とする、請求項６〜１４のいずれか一項
に記載の装置。