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上村 勝一郎; 大代 操; 大沼 紀彦*; 成田 大祐; 関 正之; 飛田 典幸; 山本 純太
PNC TN8410 95-047, 36 Pages, 1995/02
本試験は、焼結条件等の外的要因をできるだけ一定にし、内的要因である粉末特性を熱処理によって変化させ、それらと成形体特性及び焼結挙動の関係を評価するために実施したものである。その結果、以下のことがわかった。(1)熱処理温度を高くするにつれ、混合粉の比表面積が顕著に小さくなり、バルク密度が大きくなった。(2)成形体の空孔構造を細孔分布測定で調べた結果、成形時に凝集粒子がほとんど破壊され、開空孔の大部分が一次粒子の空孔に起因すると分かった。また、成形体中の開空孔を小孔径側から累積した体積が全開空孔積の90%に相当する開空孔の直径は熱処理温度を高くしても変化しなかった。(3)今回の試験では、熱処理(室温、900
C及び1200C)を行っても成形体及び焼結体密度が変わらなかった。また、焼結時の収縮速度も変化しなかった。
成田 大祐; 大沼 紀彦*; 大代 操; 関 正之; 山本 純太; 上村 勝一郎
PNC TN8410 95-050, 50 Pages, 1995/01
本試験は、COGEMA社製PuO
粉を原料とするPu富化度21.5wt%燃料ペレット(もんじゅ内側炉心相当組成)の酸化破砕による乾式回収条件を把握することを目的として実施したものである。実施した試験の結果から、酸化温度400
450
3時間等温酸化することにより破砕が生じ、乾式回収が適用できることが確認された。また、酸化による破砕のメカニズムを解明するため、低富化度MOXペレットを用いて実施した試験結果からM
O
相までの酸化では、粒界までの酸化に留まり、格子の収縮が起こるものの破砕に至らないが、M
O
相まで酸化が進むと粒内まで酸化が進行し、粉化することがわかった。また、350で酸化したPu富化度21.5wt%燃料ペレット内に点在している粒内クラックを生じた部分をEPMAにより調べたところ、ウランリッチ相であることが確認された。したがって、本試験で実施した条件下でのPu富化度21.5wt%燃料ペレットの酸化による破砕は、固容体に含まれる未固溶相が選択的にMO相まで酸化されることによって、ペレット全体を破砕させると考えられる。
大代 操; 大沼 紀彦*; 高橋 邦明; 河野 秀作; 山本 純太; 上村 勝一郎
PNC TN8410 94-072, 40 Pages, 1994/01
海外返還プルトニウムの原料粉の基本的な粉末特性を把握し、その特性値とPNCにおいて転換製造した1:1MOX粉の特性とを比較・検討した。その結果、粒子密度と比表面積の関係から海外粉はプラント毎に似通った特性を持つことが確認され、1:1MOX粉は海外粉と比べて粒子密度が小さく、比表面積も小さい粉末であることがわかった。また、プラントUP-2は1:1MOX粉と比較して比表面積はほとんど同じであるが、粒径が1桁ほど大きく、UP-3は粒径は同じであるが、比表面積は2倍以上大きいことがわかった。これらより、受け入れた海外粉はPNC製1:1MOX粉と特性が異なるだけでなく、プラント毎に粉末特性が異なっていると推定される。したがって、燃料ペレットを製造する際にはこれらのことも考慮すべきだと考えられる。
大代 操; 大沼 紀彦*; 高橋 邦明; 河野 秀作; 山本 純太; 上村 勝一郎
PNC TN8440 93-026, 128 Pages, 1993/08
本試験は前回の「粉末特性評価試験-その1」において、測定精度と測定条件を確立した装置(粒子密度・粒径・粒度分布および比表面積)で実施したものであり、今回はペレット製造時に原料粉となる粉末を試験試料とし、各原料粉の粉末特性を把握する目的で実施し、得られた各々の粉末特性の関連性についても検討した。測定した粒子密度については、SEM写真像を観察すると粒子の形状および粒径が異なっているにもかかわらず、その試料の理論密度と比較して大きな差がないことより、密度は粒子の形状等に影響されなく、物質固有の密度を測定しているとみなされる。各粉末のSEM写真像では、その粉末の一次粒子については球形に近い形あるいは棒状・板状であるが、二次粒子(凝集体)は数ミューm、数十ミューm、形状は多数の一次粒子で形成している二次粒子がダンゴ状の形状をとるものから、数個がより集まった多角形状のものというように、試料ごとに複雑な形状をとっているものが多かった。特にダンゴ状の粒子を持つ試料の粒度分布から算出した体面積平均径は他のものと比べて、2桁も値が大きく比表面積径との差が非常に大きかった。このことは、粒子を構成している一次粒子の数が多いことを示していると推定される。比表面積に関しては、その値とSEM写真像からの粒子の複雑さとは必ずしも一致していなかった。以上により、核燃料に用いている原料粉は、同じ物質でも製法によりその特性が異なることが再確認された。
