Published February 1966
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Book
Materials Control in the Fabrication of Enriched Uranium Fuels
Description
Intense activity in the field of fuel element technology at Oak Ridge National Laboratory during the past 15 years has led to the establishment of sound process and enriched material control procedures that find wide applicability in the commercial fabrication of fuel elements today. Reliable techniques for handling enriched fuel in alloy, dispersion and bulk oxide form were developed and adopted as standards in the course of design and fabrication of prototypic fuel elements for start-up operation of the MTR, Bulk Shielding or ''Swimming Pool'' Reactor, Army Package Power Reactor, Tower Shielding Reactor, Geneva Conference Display Reactor, High Flux Isotope Reactor, and the EGCR. The experience gained serves as background for this paper, which will stress material control problems and their solution during the fabrication of various types of enriched uranium fuel components. The basic objective to be met in the design of a good materials control system are: (1) minimizing the number of material units to be accounted for; (2) designing separate records for each major fabrication step and linking these in a manner that permits isolation of differences with a minimum of effort; (3) integrating the maximum number of controls into the minimum number of records to eliminate duplication; and (4) introducing a sufficient number of cross-checks into the system to ensure reliability. In every fabrication programme, successful control was achieved by establishing a unit procedure in the following areas: (1) starting materials in the as-received form; (2) fabrication of components; (3) component processing; and (4) scrap handling. Consolidation of control records into a master summary was helpful in confirming the materials inventory, evaluating the fabrication process, and preparing management reports. Establishment of sampling methods and examination of results indicated that multiple control is necessary to ensure proper fuel content. Mechanical adjustment and density measurement were successfully used where alloy fuel content was critical. Scrap handling had an important effect on the materials balance, by which fuel content was confirmed and good accountability was assured. Records and handling procedures, including batching and physical marking methods, were formulated in a manner that assisted the fabricator in criticality control. (author)
Abstract (French)
Grace aux efforts intenses qui ont ete accomplis au cours des 15 dernieres annees dans le domaine de la technologie des elements de combustible par le Laboratoire national d'Oak Ridge, il a ete possible d'etablir des methodes rationnelles de fabrication et de controle des combustibles eraichis, qui trouvent une iaige application dans la fabrication industrielle des elements de combustible a l'heure actuelle. Des techniques eprouvees de manipulation du combustible enrichi en alliages, en dispersion et sous forme d'oxyde en vrac ont ete mises au point et appliquees a l'etude et a la' fabrication des prototypes d'elements combustibles utilises pour le demarrage du reacteur d'essai de materiaux, du reacteur a protection constituee par la masse du ra- lentisseur ou reacteur piscine, du reacteur de puissance transportable construit pat V, du reacteur protection en tour, du reacteur expose a la Conference de Geneve, du reacteur a haut flux pour la production de radioisotopes et du reacteur experimental refroidi par un gaz. L'experience acquise est la base du present memoire qui traite essentiellement des problemes de controle des matieres qui se posent au cours de la fabrication de differents types d'elements de combustible a base d'uranium enrichi et montre comment ils ont ete resolus. Les objectifs principaux d'un système rationnel de contrôle des matières sont les suivants: 1. réduire le plus possible le nombre des postes matière à contrôler; 2. établir des relevés distincts pour chacune des phases principales des opérations et les coordonner de manière à pouvoir relever les écarts avec un minimum d'effort; 3. consigner le nombre maximal de contrôles dans le nombre minimal de relevés afin d'éliminer les chevauchements; 4. prévoir des recoupements suffisamment nombreux pour assurer la fiabilité du'système. Dans tous les programmes de fabrication, on a obtenu un contrôle satisfaisant en prévoyant dans la comptabilité un poste distinct pour les secteurs suivants: 1. matières à la réception sous leur forme initiale; 2. fabrication des divers articles; 3. usinage de ces articles; 4. traitement des déchets. Le fait de grouper les relevés des contrôles en les consignant dans un grand livre a facilité la vérification des inventaires, l'évaluation des procédés de fabrication et l'établissement des rapports de gestion. L'établissement d'un système d'échantillonnage et l'examen des données obtenues ont fait ressortir la nécessité de procéder à plusieurs contrôles pour s'assurer que les éléments ont la teneur voulue en combustible. L'ajustement mécanique et la densimétrie ont été appliqués avec succès lorsque la teneur en combustible des alliages était le facteur critique. Le contrôle des déchets avait une grande influence sur le bilan matières qui a permis de vérifier la concentration du combustible et de procéder à une comptabilisation exacte. Les documents comptables et les méthodes de manipulation, en particulier celles qui sont utilisées pour la répartition en lots et l'identification, ont été élaborés de manière à faciliter le contrôle de la criticité par le fabricant. (author)Abstract (Spanish)
La intensa actividad desarrollada en la esfera de la tecnología de los elementos combustibles durante los quince últimos afios ha permitido establecer en el Oak Ridge National Laboratory procedimientos eficaces de control de los procesos de elaboración y de los materiales enriquecidos que se aplican ya corrientemente en la fabricación comercial de elementos combustibles. Técnicas seguras para la manipulación del combustible enriquecido - en forma de aleación, dispersión o grandes cantidades de óxido - se desarrollaron y adoptaron como normas durante el diseflo y la fabricación de los prototipos de los elementos combustibles destinados a la puesta en marcha del reactor de ensayo de materiales (MTR), del BSR de tipo piscina, del reactor móvil de potencia del ejército, del reactor de torre de blindaje, del reactor de demostración para la Conferencia de Ginebra, del reactor de flujo elevado para la producción de isótopos y del reactor experimental refrigerado por gas. La experiencia adquirida sirve de base a esta memoria en la que se destacan los problemas de control de materiales y su solución durante la fabricación de varios tipos de componentes de combustible de uranio enriquecido. Un buen sistema de control de materiales debe perseguir los objetivos básicos siguientes: a) reducir al mínimo el número de unidades de material que haya que contabilizar, b) establecer registros distintos para cada operación importante y relacionarlos de manera que resulte fácil encontrar las diferencias, c) integrar el mayor número posible de controles en el número mínimo de registros a fin de evitar la duplicación y d) introducir en el sistema un número de verificaciones suficiente para garantizar su seguridad. En todos los programas de fabricación se logró un control eficaz estableciendo un procedimiento unitario en las siguientes etapas: a) entrada de las materias primas, b) fabricación de componentes, c) tratamiento de los componentes y d) manipulación de la chatarra. La reunión de los registros de control en un resumen general ayudó a confirmar las existencias, a evaluar el proceso de fabricación y a preparar los informes administrativos. El establecimiento de métodos de muestreo y el examen de los resultados pusieron de manifiesto la necesidad de un control múltiple para asegurar un contenido adecuado de combustible. Cuando el contenido de combustible en aleación revestía importancia crítica se recurrió con buenos resultados al ajuste mecánico y a la medición de la densidad. La manipulación de la chatarra tuvo una importante influencia en el balance de los materiales que confirmó el contenido de combustible y aseguró una buena contabilización. Los procedimientos de manipulación y registro, y en particular los métodos de determinación de las partidas y de marcación física, se formularon de tal manera que constituyeron una buena ayuda para el fabricante en lo que respecta al control de la criticidad. (author)Abstract (Russian)
Usilennaja dejatel'nost' v oblasti tehnologii teplovydeljajushhih jelementov, provodivshajasja v Okridzhskoj nacional'noj laboratorii na protjazhenii poslednih 15 let, privela k vyrabotke racional'nyh tehnologicheskih processov i metodov ucheta obogashhennyh materialov, kotorye sejchas shiroko primenjajutsja pri izgotovlenii teplovydeljajushhih jelementov v promyshlennom masshtabe. V hode proektirovanija i izgotovlenija prototipov teplovydeljajushhih jelementov dlja zapuska reaktora dlja ispytanija materialov, reaktora s massovoj zashhitoj ili bassejnovogo tipa, kompaktnogo jenergeticheskogo reaktora voennogo obrazca, reaktora s bashennoj zashhitoj, pokazatel'nogo reaktora dlja Zhenevskoj konferencii, izotopnogo reaktora s potokom bol'shoj intensivnosti i jeksperimentol'nogo reaktora s gazovym ohlazhdeniem byli vyrabotany i prinjaty v kachestve ustanovlennyh norm nadezhnye metody obrashhenija s obogashhennym toplivom v vide splavov, suspenzii ili okisej. Nakoplennyj opyt posluzhil osnovoj dlja dannogo doklada, v kotorom podcherkivajutsja problemy ucheta materialov i ih razreshenie pri izgotovlenii razlichnyh sostavnyh chastej teplovydeljajushhih jelementov razlichnyh tipov na obogashhennom urane. Osnovnymi zadachami pri vyrabotke horoshej sistemy ucheta materialov javljajutsja: 1) sokrashhenie chisla edinic podotchetnogo materiala; 2) vyrabotka otdel'nyh uchetnyh dokumentov dlja kazhdoj vazhnoj stadii izgotovlenija i sostavlenie ih svodki sposobom, pozvoljajushhim s naimen'shej zatratoj truda vyjavljat' mesta rashozhdenij; 3) svedenie maksimal'nogo chisla proverok v minimal'noe chislo zapjsej vo izbezhanie povtorenij i 4) vvedenie v sistemu dostatochnogo chisla perekrestnyh proverok dlja obespechenija nadezhnosti. V kazhdoj programme izgotovlenija uspeh obespechivalo vvedenie edinoobraznoj procedury na sledujushhih stadijah: 1) ishodnye materialy v tom vide, kak oni poluchajutsja; 2) izgotovlenie komponentov; 3) obrabotka komponentov i 4) obrashhenie s lomom. Svedenie dannyh ucheta v obshhuju glavnuju svodku okazalos' poleznym dlja podtverzhdenija pravil'nosti material'noj inventarizacii, dlja ocenki tehnologicheskih processov izgotovlenija i dlja sostavlenija otchetov dlja rukovodstva. Vyrabotka metodov vyborki prob i izuchenie rezul'tatov pokazali, chto dlja dostizhenija pravil'nogo sostava topliva neobhodimo proizvodit' mnogokratnyj kontrol'. V sluchajah, kogda samym vazhnym predstavljaetsja sostav topliva v vide splava, uspeshno primenjali mehanicheskoe gruppirovanie i izmerenie plotnosti. Obrashhenie s lomom igraet bol'shuju rol' v ustanovlenii material'nogo balansa, kotoryj pozvoljaet podtverdit' pravil'nost' sostava topliva i obespechivaet horoshee vedenie otchetnosti. Zapisi i instrukcii po obrashheniju s materialami, vkljuchaja metody sostavlenija partij i fizicheskoj markirovki, formulirovalis' takim obrazom, chtoby oni mogli byt' poleznymi dlja izgotovitelja pri kontrole nad kritichnost'ju. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Controle des Matieres au Cours de la Fabrication des Combustibles a Base d'Uranium Enrichi; Uchet materialov pri izgotovlenii topliva na obogashchennom urane; Control de Materiales en la Elaboracion de Combustibles de Uranio Enriquecido
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Nuclear Materials Management. Proceedings of the Symposium on Nuclear Materials Management
- Imprint Pagination
- 905 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 65-86
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Nuclear Materials Management
- Dates
- 30 Aug - 3 Sep 1965
- Place
- Vienna (Austria)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44082296
- Subject category
- S11: NUCLEAR FUEL CYCLE AND FUEL MATERIALS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- ALLOY NUCLEAR FUELS; BALANCES; CONTROL SYSTEMS; CRITICALITY; ENRICHED URANIUM; FABRICATION; FUEL ELEMENTS; HFIR REACTOR; INVENTORIES; LIABILITIES; NUCLEAR MATERIALS MANAGEMENT; POOL TYPE REACTORS; RELIABILITY; SAMPLING; SCRAP; SHIELDING
- Descriptors DEC
- ACTINIDES; ELEMENTS; ENERGY SOURCES; ENRICHED URANIUM REACTORS; FUELS; IRRADIATION REACTORS; ISOTOPE ENRICHED MATERIALS; ISOTOPE PRODUCTION REACTORS; MANAGEMENT; MATERIALS; MEASURING INSTRUMENTS; METALS; NUCLEAR FUELS; REACTOR COMPONENTS; REACTOR MATERIALS; REACTORS; RESEARCH AND TEST REACTORS; RESEARCH REACTORS; SOLID FUELS; SOLID WASTES; TANK TYPE REACTORS; TEST FACILITIES; TEST REACTORS; THERMAL REACTORS; URANIUM; WASTES; WATER COOLED REACTORS; WATER MODERATED REACTORS; WEIGHT INDICATORS
Optional Information
- Notes
- 6 refs., 5 figs., 1 tab.
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--67/25