ZrC被覆粒子の製造技術開発,1(受託研究)

Development of production technology of ZrC-coated particle, 1 (Contract research)

安田 淳; 植田 祥平   ; 相原 純 ; 竹内 均; 沢 和弘

Yasuda, Atsushi; Ueta, Shohei; Aihara, Jun; Takeuchi, Hitoshi; Sawa, Kazuhiro

第四世代原子炉の候補の一つである超高温ガス炉(VHTR)の燃料として、既存のSiC被覆燃料粒子とともにZrC被覆燃料粒子が期待されている。そこで定比ZrC(ZrとCの原子比が1:1の化合物)のZrC被覆条件取得のため、ZrC被覆実験装置を使用したZrC被覆粒子の製造技術開発を行った。原料粒子は模擬燃料核を用い、製造規模の大型化に寄与する基礎製造技術の確立を目的に粒子装荷量100gを目標としたパラメータ試験(被覆ガス流量,被覆温度等)を行った。定比ZrCのためのZrC被覆パラメータ試験では、粒子装荷量100gにおいてZrC定比性・ZrC層密度がともに高品質の約30mのZrC層を持つZrC被覆粒子を製作できるところまで到達した。ZrC層定比性及びZrC層密度は、ともに被覆温度と密接な関係があり、被覆温度を最適化することで高品質な結果を得られることを明らかにした。

As the conventional SiC-coated fuel particle, the ZrC-coated particle is proposed as a nuclear fuel for the Very High Temperature Reactor (VHTR) which is one of Generation IV nuclear reactors. Therefore it is examined by ZrC-coating equipment to get a ZrC-coating condition of C/Zr ratio 1.0, e.g., Zr and C atomic ratio equal to 1:1. Raw materials as surrogated kernel are Stabilized Zirconium Oxide (SZR) particle and PyC-coated SZR particle. For getting the basic production technology for mass production, the ZrC-coating parametric exanimation (coating gas flow rate, coating temperature and so on) is done up to 100 g as the equipment inventory. As the result of parameter examination, finally it could make the ZrC-coated particle with a thickness of ZrC layer of 0.030 mm and high quality in quantity of the particle inventory 100 g.