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Post-irradiation examination on particle dispersed rock-like oxide fuel

粒子分散岩石型燃料の照射後試験

白数 訓子; 蔵本 賢一*; 山下 利之; 市瀬 健一; 小野 勝人; 二瓶 康夫

Shirasu, Noriko; Kuramoto, Kenichi*; Yamashita, Toshiyuki; Ichise, Kenichi; Ono, Katsuto; Nihei, Yasuo

岩石型燃料の照射挙動の評価を行うため、Puの代わりに20%濃縮ウランを用いて照射試験を行った。試験に供した燃料は、UO$$_{2}$$固溶安定化ジルコニア(U-YSZ)単相燃料,U-YSZの粉砕片とスピネルまたはコランダムを混合した粒子分散型燃料の計3種である。U-YSZ粒子は、仮焼したU-YSZペレットを粉砕,分級することにより調製した。照射は、日本原子力研究開発機構JRR-3において13サイクル,約300日間行った。X線透過撮影の結果、燃料ペレットには亀裂が見られたものの、燃料ピンの外観変化はほとんど観測されなかった。$$gamma$$線スキャニングの結果、不揮発性核種はペレット内に存在していることが確認された。一方、燃料内におけるCsの移行が多少観察された。またプレナム部において、$$^{137}$$Csと$$^{134}$$Csの分布の違いが見られた。燃料ペレットの取り出しを行ったところ、すべての燃料でボンディングが見られなかった。前回よりも低い照射温度にて行われた今回の照射試験では、スピネルの分解及び組織の再編成は見られなかった。

To evaluate irradiation behavior of the ROX fuel, irradiation experiment was carried out using 20% enriched U instead of Pu. Three fuels were prepared; a single phase fuel of YSZ containing UO$$_{2}$$ (U-YSZ), two particle-dispersed fuels of U-YSZ particle in spinel or corundum matrix. The U-YSZ particles were prepared by crashing presintered U-YSZ pellets and by sieving them. These fuels were irradiated in Japan Research Reactor No.3 for 13 cycles, about 300 days. Though many cracks were observed in the pellets by X-ray photographs, significant appearance changes were not observed for all fuel pins. Distribution of typical FPs was analyzed by the $$gamma$$ scanning over the fuel pin. Non-volatile nuclide remained in the fuel pellet. On the other hand, a part of Cs moved to the gaps between the pellets and to the insulators. $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs showed different distributions at the plenum. Fuel pellets were taken out from fuel pins without bonding. Spinel decomposition and subsequent restructuring were not observed probably due to low irradiation temperature.

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分野:Materials Science, Multidisciplinary

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