2010 Fiscal Year Annual Research Report
異種元素添加した核燃料模擬材料の高エネルギー重イオン照射効果
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21360469
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
岩瀬 彰宏 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (60343919)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 史説 大阪府立大学, 工学研究科, 准教授 (20275291)
岡本 芳浩 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子応用研究部門, 研究主幹 (70370369)
石川 法人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎部門, 研究主幹 (90354828)
篠嶋 妥 茨城大学, 工学部, 教授 (80187137)
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| Keywords | 原子力エネルギー / セラミックス / 格子欠陥 / 核燃料模擬物質 / イオン照射 |
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| Research Abstract |
可燃毒添加した核燃料UO2の高速核分裂片照射効果を模擬するため、22年度はGd203を添加したCeO2焼結体を、パウダー原料から圧縮・高温加熱プロセスによって作成し、X線回折により結晶構造変化を評価した。Gdをドープすることにより、格子定数はあまり変化しなかった。これは、ランタノイド収縮と酸素空孔による格子膨張がキャンセルした結果であると思われる。これらの試料を200MeVXeイオン照射を行って、X線回折、EXAFS分光などの手段を用いてイオン照射効果を評価した。イオン照射による格子定数の増加や結晶の乱れ具合は、ドープするGdの量が多いほど顕著に表れることがわかった。この実験結果は、21年度に行ったEr203をドープした場合と類似であり、可燃毒を入れることにより核燃料は核分裂片照射に対してより敏感になることを示唆するものである。
シミュレーション研究ではSiやβ-クリストバライト(SiO_2),UO_2単結晶への高エネルギービームを照射した際に生じる構造変化を計算し、有効阻止能とトラック半径の関係を調査した。UO_2結晶では、Si単結晶やSiO_2結晶よりもトラック生成に必要なエネルギーは高くなった。
以上の結果は、国際学会や国内学会で発表した。また、Er203をドープした試料における結果が2編、論文として出版された。
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