| 研究課題/領域番号 |
11680518
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
古屋 廣高 九州大学, 工学研究院, 教授 (30112311)
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| 研究分担者 |
有馬 立身 九州大学, 工学研究院, 助手 (60264090)
出光 一哉 九州大学, 工学研究院, 助教授 (10221079)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | 高速炉 / 核燃料 / 高燃焼度 / 核分裂生成物 / 照射後試験 / 拡散 |
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| 研究概要 |
高速増殖炉燃料の安全性という立場から、高燃焼度燃料について照射後試験を行い、核分裂生成物(FP)であるBa、Zrについて燃料中での化学形および移動について研究を行った。
固体FPであるBaやZrは、いずれも高い核分裂収率をもち、燃料中では、発生量、温度、燃焼度、酸化・還元状態により様々な振るまいを示す。燃焼度の増加に伴い、燃料の熱物性の変化や、高燃焼度燃料における固体FPによる燃料スウェリングの問題が特に懸念されるようになる。
試験においては、試料として燃焼度が9.6、10.6、13.3at%の高速炉燃料を使い、分析装置には電子線プローブマイクロアナライザを用いた。
高燃焼度燃料において、BaとZrは複合酸化物を形成し、その組成はおよそBa:Zr:O=1:1:3であった。この複合酸化物は、燃料の中心付近に多く析出していた。これは、Baが燃料の温度勾配によって移動しやすいこと、及びBa、Zrの燃料母相への固溶限が原因であると考えられる。
燃焼度が低くなるとZrを伴わないBa酸化物のみが燃料中に析出しており、その組成は、Ba:O=1:2であった。これらの酸化物は、白色金属析出物の近くで多く観察された。照射中には燃料の温度が高いことから、この様な酸化物は生成されない。従って、ここで観察されたBa酸化物は、燃料ピンの冷却期間中に生成したのもの考えた。
燃料の母相に固溶しているBa及びZr着目すると、Ba濃度は燃料の外周部で高く、中心部で低くなっており、Zrは一様に分布していた。これもBaがZrに比べ、燃料中を移動しやすいことを示している。
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