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ワンススルー型微小試料密度測定装置の開発

Development of once-through type densitometer

小野澤 淳; 串田 輝雄; 金澤 浩之

Onozawa, Atsushi; Kushida, Teruo; Kanazawa, Hiroyuki

照射済み燃料に生じるスエリング(体積膨張)は、照射による核分裂生成物(FP)のペレット内への蓄積によって発生する。スエリング率は、照射中の中性子束密度に依存するため、ペレットの中心部と外周部ではその値が大きく異なる。これらを詳細に比較するためには、ペレットから採取した幾つかの微小試料(数mgから数十mg)の密度を正確に測定する必要があるが、原研・燃料試験施設における現有の放射性試料対応型密度測定装置では、微小試料の密度を高精度で測定するのは困難である。このような背景のもとに、高い放射能を有する微小な試料の密度を、遠隔操作によって高精度かつ容易に測定を可能とするワンススルー型微小試料密度測定装置を開発した。本開発では、$$phi$$3$$times$$1tmmの試料における密度値1%TD以下,標準偏差0.05以内を目標精度とした。形状,重量,密度の異なる金属標準試料及びセラミック標準試料を用いた種々の特性試験の結果において、当該装置に期待される十分な性能を有することが確認できた。また、可動部をモーター駆動することにより測定にかかわる一連の流れを自動化し、遠隔操作にて容易に密度測定が可能となった。今後、本装置をホットセル内に設置する予定である。

The swelling observed on irradiated fuels is caused by the accumulation of fission products and irradiation defects. The swelling ratio is changed along with radius region in the pellet due to burn up difference caused by that of neutron flux. To investigate the swelling behavior at the small area of the pellet, it is needed to measure the density of fuel fragments picked from an irradiated pellet. In this circumstance, once-through type densitometer was developed to measure the density of the small irradiated specimen precisely and to handle the samples easily with remote control systems. Several kinds of metallic and ceramic standard specimens are prepared to investigate the dependence of the sample weight, density and porosity on the accuracy. The results of characteristic examination using these specimens indicate that this densitometer has enough accuracy. In addition, some parts of this apparatus are controlled by motor drive units, which made it possible to measure the density full-automatically.

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