高効率な放射性廃棄物消滅処理のためのアクチノイド水素化物ターゲット開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480136
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山脇 道夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30011076)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小無 健司 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (10250812) ; 小野 双葉 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00011198) ; 寺井 隆幸 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90175472) ; 板垣 登 原子燃料工業(株), BWR燃料事業部, 研究員 ; 山口 憲司 日本原研, 物質科学研究部, 副主任研究員 (50210357)
• Keywords: 放射性廃棄物 / 消滅処理 / アクチノイド / 水素化物 / U-Zr合金 / U-Th-Zr合金 / 熱物性 / 熱分析装置

Research Abstract

長寿命放射性廃棄物の安全で効率的な処理方法として、本申請代表者らはアクチノイド水素化物燃料ペレットを高速炉炉心で燃焼消滅させる方法を提案してきた。本手法の実現可能性を検証するために、アクチノイド水素化物ペレットを作成し、それらの熱物性評価試験を行うとともに、被覆管の水素透過を抑制する手法開発のための基礎試験を行うことにより、アクチノイド水素化物燃料照射試験に向けての基礎資料を準備することが研究の目的である。
今年度は、本予算で購入した示差走査熱量計(DSC)と既存装置の熱重量・示差熱分析装置を用いて、本研究で作製した水素化物ThZr_2Hx試料の熱化学的測定を行った。求められた熱容量と熱拡散率から熱伝導率を評価した。
水素化物試料はThZr_2Hx(x=0, 3.7, 5.2, 6.0)で、電顕観察の結果、ThZr_2Hxを母相とし、ZrHxを第2相とする複合相であった。示差熱分析によって得られた吸熱ピークから、水素の存在サイト96gと32eへの水素原子の占有率をxの関数として求めた。96gの占有率は32eのそれの約2倍であり、xによらずほぼ一定に維持されることを明らかにした。
またハイドライド燃料と被覆材の両立性を評価するため、被覆材表面に酸化ジルコニウム(ZrO_2)膜を付着させ、水素移行を測定した。その結果、3-4μm厚さの酸化膜で水素パリアー性が得られることが示された。

Research Products

• [Publications] B.Tsuchiya, et al.: "Thermal diffusivity and electrical resistivity of zirconium hydride"Joumal of Alloys and Compounds. 330-332. 357-360 (2002)
• [Publications] K.Fujimura, et al.: "Enluinceonent of Tmnsinulation Chamcteristics of the Minor Actinide Buming Fest Reaction Core Concept Using Hydride Fuel Targets and Its Introduction Scenerio"J. Nucl. Sci. Technol. 38(10). 879-886 (2001)
• [Publications] Y.Nakazano, et al.: "Hydrogenation properties of ThZr_2Hx"J. Nucl. Sci. Technol. (to be published).