| 研究概要 |
高速増殖炉用金属燃料として有望視されるU-Zr系合金について, 熱力学的安定性を評価するために高温質量分析計Naclide12-90HT型を用いて蒸気圧測定を実施した. 合金試料としては, 全組成領域にわたり5種類の異なる組成を持つものを作製し用いた. これらの各合金試料の蒸気圧測定によっては, ウランの蒸気のみ検出されたので, ウラン蒸気圧を求め, その値を純ウランの蒸気圧と比較することにより, 各組成毎にウラン活量を算出した. またジルコニウム活量はウラン活量に基づきα関数法により計算して求めた. ウラン活量は理想溶液より負側に偏っており, 特にウラン側で顕著に低い値を示した. 混合ギブスエネルギーを評価したが, やはりウラン側の液相で大きく負に極小を示した. このような熱力学的に安定性の高い液体合金相の形成は, 軽水炉の過渡時挙動の研究で見出されたVO2とジルコニウムの反応生成物によく対応するものと考えられる. 得られた活量の組成に対するプロットから, この合金系の液相線, 固相線について従来の不確実な相図を修正すべきデータが得られた.
蒸気圧測定によって求められたU-Zr系合金の熱力学的データを基に, この燃料系を用いる高速炉燃料ピン内での照射挙動の予備的な予測を試みた. スエーデンのEriksson教授より入手したSOLGASMIXコード最新版により, 多成分多相系平衡計算を行わせ, 燃焼度に対するFPの挙動の推定が可能であることの検討を行い, ある程度の見込みを得た. 次年度には, 主要FPであるヨウ素の化学的挙動を中心に詳しい評価を行う予定である.
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