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Rock-like oxide fuels and their burning in LWRs

岩石型燃料とその軽水炉での燃焼

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

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

余剰プルトニウムの効率的な利用と廃棄のための新しいオプションを提案するため、岩石型プルトニウム燃料とその軽水炉中での燃焼技術に関する研究を行った。岩石型燃料はイナートマトリクス燃料の一種で、安定化ジルコニア,スピネルやコランダムなどの鉱物類似化合物から構成される。重核分裂片による照射損傷を軽減するため、粒子分散型燃料を考案した。照射試験により、スエリング,ガス放出,微細組織変化に関する知見が得られた。岩石型プルトニウム燃料装荷炉心が有する本来的な短所は、ウランやトリウムなどの共鳴物質を添加することで改善され、改善炉心の過渡時における特性は通常の軽水炉炉心と同等となった。反応度事故条件下における岩石型燃料棒の破損しきい値は軽水炉燃料と同等であることが、パルス照射試験により確認された。

Research on the plutonium rock-like oxide (ROX) fuels and their once-through burning in light water reactors has been performed to establish an option for utilizing and disposing effectively the excess plutonium. The ROX fuel is a sort of the inert matrix fuels and consists of mineral-like compounds such as yttria stabilized zirconia, spinel and corundum. A particle-dispersed fuel was devised to reduce damage by heavy fission fragments. Some preliminary results on swelling, fractional gas release and microstructure change for five ROX fuels were obtained from the irradiation test and successive post-irradiation examinations. Inherent disadvantages of the Pu-ROX fuel cores could be improved by adding 238U or 232Th as resonant materials, and all improved cores showed a nearly the same characteristics as the conventional UO2 core during transient conditions. The threshold enthalpy of the ROX fuel rod failure was found to be comparable to the fresh UO2 rod by pulse-irradiation tests simulating reactivity initiated accident conditions.

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パーセンタイル:83.26

分野:Nuclear Science & Technology

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