2013 Fiscal Year Annual Research Report
ＭＡ－ＭＯＸ燃料中のヘリウム挙動の計算科学的手法による解明と体欠陥形成制御
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23246174
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
芹澤 弘幸 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (90355008)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 伸介 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00166753)
中島 邦久 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (00355009)
鈴木 通人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究員 (10596547)
大石 佑治 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20571558)
岩井 孝 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (30355010)
中村 博樹 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究員 (40350483)
高野 公秀 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (40501367)
町田 昌彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究員 (60360434)
芳賀 芳範 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究員 (90354901)
大澤 崇人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究員 (70414589)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | イメージクリスタル / スエリング / UO2 / MA-MOX燃料 / プルサーマル燃料 / ヘリウム / ネガティブクリスタル / 表面エネルギー |
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| Research Abstract |
ヘリウムを吸蔵させたUO2多結晶粉末のガス放出試験を実施し、SEMによる表面の詳細観察を行った。その結果、ガス放出後の粉末表面に、いわゆるブリスタと思われる窪みが多数見つかり、しかもその縁の形状が六角形をしていることを見いだした。その形状は、もっともWulff shapeに近い形状のイメージクリスタル（形状コントロール可能なネガティブクリスタル）の断面に一致しており、表面直下に形成されたイメージクリスタルが破裂することによって形成された物であると考えられた。
ヘリウムを吸蔵させたUO2粉末の焼結挙動を調べた。粉末をペレットに整形して焼結し、その様子をTMAにより1500℃までの昇温を実施しながら寸法変化を連続的に測定したところ、1200℃を越えたところでペレットが急激に膨れ、その後、焼結が進まないことが判明した。これは、粉末中に蓄積されていたヘリウムが一気に放出され、粒界バブルが形成されたためであると考えられる。本試験は、MA-MOX燃料の製造工程において何らかの問題が生じ、原料粉末が長期間放置されるような事態に直面した場合を想定した試験で有るが、プルサーマル燃料製造工程でも同様な事象は想定される。従って、燃料製造工程における品質管理に一石を投じる研究成果である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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