DE1439816B2 - Vorrichtung zur herstellung von plutoniumoxidkugeln in der groessenordnung von 10 mikron durchmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Plutoniumoxidkugeln in der Größenordnung von 10 bis 250 Mikron Durchmesser aus gesinterten und gemahlenen Plutoniumoxidteilchen mittels einer Plasmaflamme, zu deren Bildung insbesondere ein Argon-Sauerstoff-Gemisch dient, das zum Aufschmelzen der Oxidteilchen mittels einer radialen Zuleitung einem von einer hochfrequenzgespeisten Induktionsspule umgebenen Quarzrohr zugeführt wird, wobei der Schmelzzone eine zur Kühlung der Oxidteilchen dienende Luftzone nachgeschaltet ist.

Kernreaktorbrennstoffe in keramischer Form sind infolge ihrer Formstabilität in aufeinandergestapeltem Zustand bei hohen Temperaturen und ihrer hohen Spaltstoffausnutzung sehr interessant. Plutonium, das einen hohen Neutronenwirkungsquerschnitt besitzt, ist als Brennstoff für Leistungsreaktoren und insbesondere für Reaktoren, die als Schnellbrüter ausgebildet sind, geeignet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Herstellung von thermisch und chemisch stabilen Plutoniumoxidkugeln zu schaffen, wobei die Kugeln keine Strahlengefahr darstellen sollen, die normalerweise mit der Handhabung von Plutonium verbunden ist und die seine Verwendung bisher unattraktiv machten.

Es ist bereits bekannt, Kugeln aus einem Kernbrennstoffoxid mittels eines Plasmabrenners herzustellen, wobei Pulverteilchen in eine Hochtemperaturzone eingeführt und dort zu Kugeln geschmolzen werden (Druckschrift Pulvermetallurgie in der Atomkerntechnik 1962, aus dem 4. Plansee-Seminar, S. 600 bis 614).

Es ist ferner bekannt, für Kernreaktoren kugelförmige Uranoxidteilchen durch Abschmelzen von einem Stab in einer Plasmaflamme herzustellen und ferner zum Schmelzen von Pulvern in der Plasmaflamme Pulverkörner eines bestimmten Größenbereichs zwischen 20 bis 50 μ zu verwenden, um einen günstigen Schmelzvorgang zu erreichen, wobei man die erhaltenen Kugeln im freien Flug erkalten lassen kann (Ber. Deutsche Keram. Ges. 39, 1962, H. 2, S. 120 bis 124).

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, in welcher die Herstellung der Plutoniumoxidkugeln in einem abgeschlossenen System erfolgt

ίο und in welchem durch die Einführung der Oxidteilchen unerhalb der Hochfrequenzspule im abgeschlossenen Zuführrohr eine Zerstäubung der feinen Oxidteilchen verhindert wird und eine sehr schonende Behandlung der Oxidteilchen mit nur kurzzeitiger Verweildauer im Hitzebereich erreicht wird, was bei der kleinen Durchmessergröße von der Größenordnung von 10 Mikron wesentlich ist.

Dies wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht, daß das Quarzrohr unterhalb der Hochfrequenzspule eine nach oben geneigte Zuleitung aufweist, die mit einem gegabelten Leitungsstück verbunden ist, dessen einer Teil zum Argon-Sauerstoff-Vorrat führt und dessen anderer Teil zu einem mit einem Ventil versehenen Behälter für die Plutoniumoxidteilchen führt, mit einer am unteren Ende des Quarzrohrs angeordneten und mit diesem verbundenen Sammelflasche, welche die Plutoniumoxidkugeln aufnimmt, nachdem sie innerhalb der Anordnung durch die Luftzone gewünschter Länge gefallen sind.

Die Figur zeigt einen Aufriß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Plutoniumoxidmikrokugeln teilweise im Schnitt.

Wie in der Figur dargestellt, kann der Plasmabrenner einen Zylinder 37 aus geeignetem Material, beispielsweise aus geschmolzenem Quarz od. dgl., aufweisen. Dieser Zylinder kann einen Durchmesser von etwa 40 mm und eine geeignete Länge besitzen. Der Zylinder kann in aufrechter Stellung von einer nicht dargestellten verschiebbaren Klammer gehalten werden, die mit einem Ende den Zylinder nahe dessen oberem Ende hält.

Ein Hochfrequenzgenerator (^/-Generator) ist mit dem Zylinder 37 gekoppelt, indem einige Windungen, beispielsweise vier oder fünf Windungen, einer geeigneten Induktionsspule 17 um diesen Zylinder nahe seinem unteren Ende gewickelt sind. Diese Spule kann aus einem Kupferrohr bestehen, durch das Kühlflüssigkeit gedrückt wird. Der Generator kann eine im Handel erhältliche Induktionsheizung sein mit einer Ausgangsleistung von beispielsweise etwa 10 kW bei einer Frequenz von etwa 4 MHz. Die erregte Hochfrequenzspule 17 erzeugt ein Hochfrequenzfeld, mit dem das leitfähige durch das Rohr strömende Gas in Wechselwirkung kommt, um ein »Plasma« zu erzeugen, das, wenn die besonderen Gase verwendet werden, die oben angeführt wurden, Temperaturen im Bereich von 14 000 bis 19 000° K erreichen kann. Das Gas, z. B. Argon, kann durch das obere Ende des Zylinders in diesen mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,3 bis 0,6 cbm pro Stunde eingeleitet werden. Das obere Ende des Zylinders kann durch eine geeignete Dichtungsvorrichtung, wie z. B. eine dichte Metallendplatte oder einen Stopfen, verschlossen werden, so daß gewährleistet wird, daß das eingeleitete Gas nach unten durch den Zylinder strömt. Es kann wünschenswert sein, daß das Gas in Form einer Wirbelströmung durch den Zylinder strömt, um die Zylinderwandungen zu kühlen und

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ebenfalls um die natürliche Tendenz des Gases zu Normalerweise ist es wünschenswert, ein Verhältunterbinden, das erzeugte Plasma an die Zylinder- nis von Sauerstoff zu Plutonium von etwa 2:1 über wände zu spülen. die ganze Zeit, in der das Produkt erwärmt wird,

Die gebildeten PuO₂-Kugeln sind weißglühend, aufrechtzuerhalten, das heißt zuerst, wenn es als wenn sie aus dem Plasma austreten und verlieren 5 Pulver vorliegt, dann, wenn es als gesintertes Beschikschnell ihre Wärme durch Wärmestrahlung, so daß kungsmaterial vorliegt und schließlich während des sie in einer Entfernung von etwa 15 cm unterhalb des Schmelzvorgangs des Plutoniumdioxids in dem Rohr Plasmas eine Temperatur besitzen, die normalerweise 11. Dieses Verhältnis ist annähernd das stöchiomekleiner als 600° C ist. Die Mikrokugeln können in irische und kann dadurch aufrechterhalten werden, einem Becher gesammelt werden, der von der Aus- io daß 25 % Sauerstoff und 75 % Argon in dem Plasmaläuferzone des Plasmas durch einen Luftraum oder brenner verwendet werden. Das genaue Verhältnis eine Luftzone getrennt ist, die sich etwa über 50 cm von Sauerstoff zu Argon ist jedoch nicht kritisch, oder einem anderen geeigneten Abstand unterhalb solange genügend Sauerstoff vorhanden ist, um die der Plasmaflamme erstreckt. Der Becher kann mit Reduktion bei den hohen Temperaturen zu verhin-Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit 15 dem. Es wurde gefunden, daß das Plasma mit bis zu gefüllt sein, um die feinen Mikrokugeln, die aus dem 40 % Sauerstoff stabil bleibt.
Plasma austreten, aufzufangen. Die Mikrokügelchen besitzen eine kristalline Struk-

Da das Plutoniumoxid vor seiner Einleitung in den tür, wie durch Röntgenstrukturanalyse festgestellt Brenner eine Gefahr für die Gesundheit darstellt, wurde. Die Röntgenstrukturaufnahmen zeigten ein kann es zweckmäßig sein, die in der Figur darge- 20 flächenzentriertes, kubisches Gitter mit einer Gitterstellte Vorrichtung in einem nicht dargestellten konstante, deren Größe mit etwa 5,395 + 0,002 A Kasten einzuschließen, der aus geeignetem Material berechnet wurde,
besteht, wie z. B. aus Plexiglas. Die Härte der Mikrokügelchen kann mit einer

Bei der Herstellung des Beschickungsmaterials geeigneten Vorrichtung, wie beispielsweise einem kann Plutoniumoxid zuerst in Pulverform durch ein 25 Vickers-Diamant bestimmt werden, indem Einschnitte chemisches Verfahren hergestellt werden, wie z. B. auf einer flachen polierten Oberfläche einer in Plastik durch Ausfällen des Plutoniums aus einer Nitrat- eingebetteten geschnittenen und polierten Kugel gelösung als ein Oxalat in Form eines sehr feinen Pul- macht werden. Die maximale Belastung, die für den vers. Dieses Pulver kann dann bei einem Druck von Einschnitt verwendet wurde, der gerade nicht mehr etwa 420 kg/cm² in geeigneten Pressen zu kleinen 30 zu einer brüchigen Fraktur der Oberfläche führte, Tabletten verpreßt werden, die hierauf in einem betrug 50 g. Es wurde eine Vickers-Härte von etwa geeigneten Ofen gesinternt werden, indem die Tablet- 1163 kg/mm² gemessen, was einer Härte entsprechend ten einer Temperatur von über 1475° C etwa 45 Mi- der Moh'schen Härteskala zwischen 7 und 8 entnuten lang ausgesetzt werden. Die gesinterten Tablet- spricht.

ten können dann in einem Mörser, wie z. B. einem 35 Der Sauerstoffgehalt der PuO₂-Kügelchen wird Plattner Diamond Mortar, eingebracht und in kleine vorzugsweise auf dem obenerwähnten Verhältnis von Teilchen zerrieben werden. Die PuO₂-Teilchen kön- 2 :1 gehalten, da Sauerstoffmangel zu einem Produkt nen durch Sieben in gewünschte Fraktionen klassiert führt, das als Verwendung für Kernbrennstoffelewerden, beispielsweise indem eine Klassierung durch- mente aus verschiedenen Gründen nicht ganz zweckgeführt wird mit Sieben, deren größte Siebkonstante 40 mäßig ist. Zum Beispiel behalten niederwertige Oxide etwa 35 mesh und deren kleinste Siebkonstante weni- (PuO und Pu₂O₃) ihre Abmessungen schlecht bei, ger als 400 mesh beträgt. Nachdem die Teilchen wenn die Mikrokugeln innerhalb eines großen Temklassiert sind, können sie in einen geeigneten Behälter peraturbereichs im Reaktor umgewälzt werden. Ein eingefüllt und in den Plasmabrenner mit einer gerin- anderer Nachteil des Sauerstoffmangels der Mikrogen gleichförmigen Geschwindigkeit von etwa 45 kugeln resultiert aus der kristallographischen Sym-1 g/Minute für die größeren Teilchen bis zu weniger metrie, da die höhere Symmetrie des stöchiometrials 1 g/Minute für die kleineren Teilchen eingeführt sehen PuO., eine bessere Strahlungsstabilität als das werden. gedehnte Gitter von nicht mit Sauerstoff gesättigten

PuO₂-Teilchen, deren Größen zwischen denen mit Mikrokugeln ergibt. Natürlich, wenn die Mikrokugeln

Siebkonstanten von etwa 35 bis 400 mesh erhaltenen 50 für andere Zwecke verwendet werden, bei denen der

Fraktionen entsprechen, sind geeignet, um PuO₂- Sauerstoffgehalt nicht kritisch ist, können solche

Mikrokugeln zu bilden, deren Durchmesser von etwa Kugeln auch mit einem Sauerstoffgehalt, der unter-

15 bis etwa 250 Mikron betragen. halb des stöchiometrischen Wertes liegt, hergestellt

Bei der Bildung der PuO₂-Kugeln wird das in der werden.

erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Rohr 55 Plutoniumoxidmikrokugeln, die auf die erfindungs-

vorzugsweise mit Argongas gespült, das mit Sauerstoff gemäße Weise hergestellt wurden, zeigen eine bemer-

angereichert ist, der verhindert, daß die Teilchen in kenswerte Reinheit an freien Verunreinigungen. Ein

dem Hochtemperaturplasma reduziert und sauerstoff- üblicher Alpha-Szintillationszähler, der verwendet

arm werden und dadurch ihren Wert für die Ver- wurde, um die Alpha-Emission einer Anzahl von

wendung als Reaktorbrennstoff einbüßen, wie weiter 60 einzelnen PuO₂-Mikrokugeln zu messen, zeigte einen

unten noch ausgeführt werden wird. Der Sauerstoff sehr hohen direkten Wert an und auch wenn die

kann mit dem Argongas durch eine geeignete Einrich- Mikrokugeln über ein »standard alpha survey wipe«

tung vermischt werden, z. B. kann eine Sauerstoff- (ein Alpha-Überwachungsgerät) gerollt wurden,

quelle, die allgemein mit 31 in der Figur bezeichnet konnte keine freie Verunreinigung gefunden werden.

ist, über ein geeignetes Ventil 32 mit der Argonbe- 65 Zum Beispiel ergab eine typische Mikrokugel von

schickungsleitung 18 gekoppelt werden, welche sich 0,189 mm Durchmesser einen direkt abgelesenen

von einem Ventil 33, das die Argonzufuhr regelt, zu Wert für die Alpha-Emission von 368 000 Stoßen pro

dem Plasmabrenner erstreckt. Minute, und wenn die Alpha-Überwachung dieser

Kugel durchgeführt wurde, wurde keine freie Alpha-Verunreinigung festgestellt.

Die Mikrokugeln sind ebenfalls chemisch stabil. Eine Anzahl dieser Mikrokugeln wurde jeweils einzeln folgenden Laugen ausgesetzt: 1 n-HCl, 1 n-HNO₃, 1 n-NaOH und Wasser bei 25 und 100° C. Nach vier Wochen wurde ein Teil jeder Lösung entfernt und die Alpha-strahlenden Verunreinigungen gezählt. Da das Ergebnis bei jeder dieser Lösungen Null

Behälter in den Gasstrom aus der Leitung 49 fallen, der die Teilchen durch die Leitung 38 spült und sie danach in das Plasma führt, wo sie durch die Plasmafiamme, die ganz allgemein durch die gestrichelte 5 Linie 50 angedeutet ist, strömen, um kleine Mikrokugeln zu bilden mit einem Durchmesser weniger als 10 Mikron.

Wenn die Mikrokugeln sich gebildet haben, fallen sie aus dem Plasmabrenner durch eine Luftzone, die war, resultierte aus diesem Versuch, daß die Mikro- io allgemein mit 51 angedeutet ist, in einen Behälter kugeln durch die Laugen nicht angegriffen wurden. oder eine Sammelflasche 52. Um zu gewährleisten, Der oben aufgeführte Versuch, mit Ausnahme des daß die sehr kleinen Mikrokugeln in der Flasche Versuchs mit Wasser, wurde unter strengeren Bedin- gesammelt werden, kann es zweckmäßig sein, den gungen durchgeführt, indem 6 η-Lösungen ver- Halsteil der Flasche unmittelbar in der Nähe oder im wendet wurden. Nach 17 Tagen wurde die Alpha- 15 Anschluß an das untere Ende des Quarzrohrs 37 anEmission dieser Laugen untersucht und es wurden zuordnen. Um eine geeignete Verbindung zwischen keine Verunreinigungen in den Lösungen gefunden. der Flasche und dem Rohrende herzustellen, ist vor-Bei der Erzeugung der Mikrokugeln nehmen nicht zugsweise eine Kugelverbindung zwischen diesen Teialle Teilchen die durch das Plasma geführt werden, len vorgesehen, die aus einer birnenförmigen Verbreiim wesentlichen Kugelform an und ein geringer Teil 20 terung 53 an dem Rohrende bestehen kann und die der ursprünglichen Teilchenbeschickung behält etwa in einen erweiterten Endteil 54 des Flaschenseine Normalform bei. Wenn beispielsweise eine Be- halses paßt.

Schickung von Teilchen mit einer Größe, die etwa der Die bevorzugten Mikrokugeln bestehen aus Pluto-

Siebkonstante eines 200 mesh-Siebes entspricht, be- niumoxid allein. Es wurde jedoch gefunden, daß handelt wird, werden mehr als 90% der Teilchen zu 25 Plutoniumoxid vermischt mit einem Trägerglas in Kugeln geformt. Der »Ausschuß« oder der Teil der Kugeln geformt werden kann. Dieses Plutoniumträ-Beschickung, der in der nichtkugelförmigen Form gerglas kann zu diesem Zweck durch Vermählen oder verbleibt, kann von den Kugeln abgetrennt werden, Zerstoßen von Silikatglas auf eine Korngröße herindem die ganze Beschickung auf eine vibrierende gestellt werden, die der Siebkonstante eines Siebes schräge Platte aufgebracht wird, wodurch die Mikro- 30 mit weniger als 100 mesh entspricht. Hierauf wird kugeln herabrollen und sich dadurch von den Aus- einer abgewogenen Menge des zerstoßenen Glases schußkugeln trennen. Diese Ausschußkugeln können
ohne Änderung der Zusammensetzung des Plutoniumoxids rezykliert werden. In gleicher Weise kann
der Abrieb, der bei der Klassierung oder Siebung 35
entsteht, einer neuen Pulverbeschickung zugesetzt
und mit dieser Pulverbeschickung erneut weiterbehandelt werden.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung wird vorzugsweise für die Herstellung von sehr feinen Mikro- 40 Mischung zu schmelzen. Der Tiegel kann bewegt kugeln aus Teilchen, die einer Siebgröße geringer als werden oder die in dem Tiegel befindliche Mischung 400 mesh entsprechen, verwendet. Um die Vorrich- kann in geeigneter Weise gerührt werden, so daß eine tung mit einem Teilchenbeschickungssystem auszu- homogene Mischung, das heißt eine Lösung von rüsten, um die Plutoniumoxidteilchen in den »Aus- Plutoniumoxid in Glas entsteht. Der Tiegel wird läufer« des Plasmas an einer Stelle unmittelbar unter- 45 hierauf umgekippt, um zu ermöglichen, daß das halb der Hochfrequenzspule einzuführen, so daß ver- Gemisch aus Plutoniumoxid und Trägerglas aushindert wird, daß die feinen Teilchen durch das fließt. Ein geeignetes Gemisch aus Plutonium und Plasma nach oben zurückgeblasen werden, ist ein Trägerglas, das für Kernbrennstoffelemente verwen-Quarzrohr 37 mit einer kleinen nach oben geneigten det werden kann, besitzt 10 Gewichtsprozent Pluto-Leitung 38 vorgesehen, die ein vergrößertes äußeres 50 nium. Es können jedoch auch andere Prozentanteile Ende 39 besitzt und mit dem Inneren des Rohrs 37 von Plutonium in Abhängigkeit von den besonderen kommuniziert. Eine Y-förmige Verteilung 41 mit zwei Anforderungen an den Kernbrennstoff in bestimmten konisch geschliffenen Enden 42 und 43 und einem Reaktoren verwendet werden.

trichterförmigen Ende 44 ist mit der Leitung 38 ver- Die feste Lösung aus Plutoniumoxid und Trägerbunden, indem der Kernschliff 42 in das erweiterte 55 glas, die wie oben ausgeführt hergestellt wird, wird in Ende 39 des Rohrs 38 eingesetzt ist. Eine geeignet einem geeigneten Mörser etwa 10 Minuten lang fein dimensionierte Leitung 46 erstreckt sich von einem vermählen und hierauf dieser Mischung Wasser zu-Teilchenbehälter 47 aus nach unten und ist mit ihrem gesetzt und diese Mischung gefiltert, um Kolloide zu konisch geschliffenen Ende in das trichterförmige entfernen. Hierauf wird die Plutonium-Glasmischung Ende 44 des Verteilers 41 eingesetzt. Die Leitung 46 60 in Alkohol gewaschen, getrocknet und hernach durch kann ein geeignetes Ventil 48 aufweisen, um den ein 200 mesh-Sieb gesiebt und die Teilchen, die in der Teilchenstrom aus dem Behälter 47 einzustellen. Der Durchgangsfraktion dieses Siebes sind, werden hierübrige Kernschliff 43 der Verteilung 41 kann in eine auf in das Rohr 11 in der oben beschriebenen Weise Glasleitung 49 eingesetzt werden, durch die steuerbar eingeführt. Kügelchen aus einer Plutoniumoxidträgereine Mischung von Argon und Sauerstoff zugeführt 65 glasmischung mit Durchmessern von weniger als wird. Wenn der Plasmabrenner in Betrieb genommen 20 Mikron können auf diese Weise gut gebildet werwurde, kann das Ventil 48 geöffnet werden, um zu er- den. Kügelchen mit einem kleinen Durchmesser von möglichen, daß die Plutoniumoxidteilchen aus dem 12 Mikron und einem großen Durchmesser von

eine ebenfalls abgewogene Menge von Plutoniumoxidpulver zugesetzt, das in der oben beschriebenen Weise hergestellt werden kann.

Nachdem das Glas und das Plutoniumoxid gut durchgemischt ist, wird die Mischung in einen geeigneten Schmelztiegel, wie z. B. in einen Platintiegel, gegeben und auf etwa 1650 bis 1700° C mit einer Induktionsheizung od. dgl. erhitzt, um die

250 Mikron wurden ebenfalls hergestellt. Natürlich müssen Kügelchen mit dem größeren genannten Durchmesser aus Teilchen hergestellt werden, die größer sind als einer Siebmaschenweite von 200 mesh entspricht.

Die Herstellung von Kügelchen aus Plutoniumoxid und Glas in dem Plasmabrenner erfordert nicht notwendigerweise eine Anreicherung an Sauerstoff, da der Sauerstoffanteil des Glases hinreichend hoch ist, um zu gewährleisten, daß die daraus entstehenden Kügelchen keinen Sauerstoffmangel aufweisen. Jedes dieser Kügelchen enthält normalerweise Mikroblasen, die gebildet werden, wenn die Temperaturen des Glases hinreichend hoch werden, um die niedersiedenden Komponenten des Glases zu verdampfen. Es ist jedoch möglich, die Konzentration der höhersiedenden Komponenten durch sukzessives Durchleiten durch die Flamme zu vergrößern. Diese Mikrokugeln sind in gleicher Weise wie die PuO₂-Mikrokugeln der bevorzugten Form frei von Verunreinigungen, glashart, besitzen eine Dichte von etwa 2,5 g/cm³ und sind chemisch stabil.

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, die Mikrokugeln herzustellen, indem Plutoniumoxid in einer festen Lösung mit anderen geeigneten Oxiden gemischt wird, wie z. B. UO₂, ZrO₂ oder Y₂O₃. Diese anderen Oxide sollen jedoch lediglich einen relativ kleinen Teil der Lösung ausmachen, z. B. kann eine solche Lösung 10 bis 20 Gewichtsprozent UO₂ und 90 bis 80 Gewichtsprozent PuO₂ enthalten.

Die Erfindung schafft eine neue Form von Plutoniumoxid, das als Reaktorbrennstoff oder für andere Zwecke, beispielsweise als Alpha-Strahlenquelle, Verwendung finden kann. Diese Kugeln besitzen eine bemerkenswerte Freiheit von losen Verunreinigungen, so daß sie sicher nicht nur in einem offenen Abzug, sondern auch auf einem Tisch in einem offenen Raum an Stelle in dicht abgeschlossenen Behältern, wie es bisher erforderlich war, gehandhabt werden können. Schutzvorrichtungen, wie z. B. Respiratoren, die normalerweise bei der Handhabung von Plutonium verwendet werden müssen, haben sich als unnötige Vorkehrung erwiesen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 521/387

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Herstellung von Plutoniumoxid-Kugeln in der Größenordnung von 10 bis 250 Mikron Durchmesser aus gesinterten und gemahlenen Plutoniumoxidteilchen mittels einer Plasmaflamme, zu deren Bildung insbesondere ein Argon-Sauerstoff-Gemisch dient, das zum Aufschmelzen der Oxidteilchen mittels einer radialen Zuleitung einem von einer hochfrequenzgespeisten Induktionsspule umgebenen Quarzrohr zugeführt wird, wobei der Schmelzzone eine zur Kühlung der Oxidteilchen dienende Luftzone nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Quarzrohr (37) unterhalb der Hochfrequenzspule eine nach oben geneigte Zuleitung (38) aufweist, die mit einem gegabelten Leitungsstück (41) verbunden ist, dessen einer Teil zum Argon-Sauerstoff-Vorrat führt und dessen anderer Teil zu einem mit einem Ventil (48) versehenen Behälter für die Plutoniumoxidteilchen führt, mit einer am unteren Ende des Quarzrohrs angeordneten und mit diesem verbundenen Sammelflasche, welche die Plutoniumoxidkugeln aufnimmt, nachdem sie innerhalb der Anordnung durch die Luftzone (51) gewünschter Länge gefallen sind.