Elucidation of helium behavior in MA-MOX fuel by use of computational science and control of defect formation
| Project/Area Number |
23246174
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Nuclear engineering
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
SERIZAWA Hiroyuki 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) |
TAKANO Kimihide 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)
IWAI Takashi 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)
NAKAJIMA Kunihisa 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)
SUZUKI Michito 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算センター, 研究員 (10596547)
NAKAMURA Hiroki 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算センター, 研究員 (40350483)
MACHIDA Masahiko 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算センター, 研究員 (60360434)
HAGA Yoshinori 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)
YAMANAKA Shinsuke 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00166753)
OHISHI Yuji 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (20571558)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥47,970,000 (Direct Cost: ¥36,900,000、Indirect Cost: ¥11,070,000)
Fiscal Year 2013: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2012: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2011: ¥32,760,000 (Direct Cost: ¥25,200,000、Indirect Cost: ¥7,560,000)
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| Keywords | ネガティブクリスタル / イメージクリスタル / 負結晶 / 単結晶 / ヘリウム / 欠陥 / ファセット / 結晶成長 / スエリング / UO2 / MA-MOX燃料 / プルサーマル燃料 / 表面エネルギー / ガスバブル / 表面自由エネルギー / 第一原理計算 / 薄膜 / 焼結 / 計算物理 / セラミックス / MA-MOX |
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| Research Abstract |
Our study implies that the shape of the negative crystal should change depending on the helium inner pressure enclosed in the negative crystal. The shape of the negative crystal can easily be controlled by the helium injection method. We named the shape controlled negative crystal an image crystal. Our detailed observation indicates that the growth process of the image crystal can be explained by a step free energy model rather than an attachment energy. We could not find a cuboctahedron-type negative crystal of which the surface area is larger than that of a pentacontahedron-type negative crystal with the same volume. In a grain of the raw powder of MA-MOX fuel, helium produced by a-decay is accumulated. The helium may precipitate in the grain-boundary region to form gas bubbles, which will deleteriously affect the sintering process, the formation of gas bubbles poses a serious problem with respect to the quality control of nuclear fuel when MA-MOX is adapted as a standard fuel.
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Report
(4 results)
Research Products
(24 results)
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[Journal Article] Helium bubbles in UO2
Author(s)
J. Matsunaga, S. Kashibe, H. Serizawa, K. Nakajima, T. Iwai, Y. Haga, Y. Ohishi, S. Yamanaka
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Journal Title
proceedings of 1th ANFC in Osaka
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Peer Reviewed
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