Rock-like oxide fuels for burning excess plutonium in LWRs

軽水炉で余剰プルトニウムを燃焼する岩石型燃料

山下 利之; 蔵本 賢一; 秋江 拓志  ; 中野 佳洋 ; 二谷 訓子  ; 中村 武彦 ; 草ヶ谷 和幸*; 大道 敏彦*

Yamashita, Toshiyuki; Kuramoto, Kenichi; Akie, Hiroshi; Nakano, Yoshihiro; Nitani, Noriko; Nakamura, Takehiko; Kusagaya, Kazuyuki*; Omichi, Toshihiko*

軽水炉で余剰Puを燃焼させる岩石型燃料軽水炉燃焼システムは、Puのほぼ完全な燃焼と使用済燃料の直接処分を特徴とする。岩石型燃料は安定化ジルコニア(YSZ)とスピネルまたはアルミナから構成される燃料で、PuはYSZ中に固溶させる。YSZは不活性マトリクスとして優れた特性を有するが、熱伝導率が低い。これを補うためスピネルやアルミナとの混合物を用いる。照射損傷領域を低減させるためYSZ粒子をスピネルまたはアルミナマトリックス中に均質分散された粒子分散型燃料を開発した。粉末混合型及び粒子分散型燃料の照射結果を概括・報告する。また、岩石型燃料は高いPu消滅率を達成できる反面,燃料温度係数が極端に小さい。これを改善する方法としてU,Th,Er等の共鳴核種の添加が有効であることを示した。反応度事故条件下での燃料破損しきい値はNSRR実験より、現行のUO燃料と同等以上であることがわかった。

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