低密度ペレット製造条件確立試験(I)-不純物低減化試験・密度安定化試験

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森平 正之 ; 成田 大祐; 山口 俊弘; 長井 修一朗; 上村 勝一郎

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プルトニウム燃料工場の「もんじゅ」初装荷燃料製造においては,ペレット中の窒素・蒸発性不純物の残留及び焼結密度のばらつきが課題となった。本報告は,これらの問題点の解決を目的として平成2年5月から実施した試験の結果をまとめたものである。本試験の結果,(1) 予焼・焼結雰囲気を従来のN2-H2ガスからAr-H2ガスに,ポアフォーマをK-3からアビセルに替えることで窒素・蒸発性不純物を「もんじゅ」燃料の仕様内に収めることができる。(2) K-3,アビセル共に,添加量2.0wt%以上あるいは粒径を150m以上とした場合,窒素・炭素不純物量の増加及びO/Mの低下が生じ,「もんじゅ」燃料の仕様を超える場合がある。(3) 焼結密度ばらつきの原因は,MOXの崩壊熱によるK-3の溶融によるところが大きいため,耐熱性に優れたアビセルの採用により改善することができる。(4) 密度安定化のためには,粒径70100mのアビセルを造粒前に添加することが望ましい。(5) プルトニウム燃料工場の工程でバナナ状に曲がったペレットが発生したが,このような変形は焼結性が非常に良いMOX粉末を用い,かつグリーンペレット中のポアフォーマが偏っているときに生じる場合がある。等の知見が得られ,その結果を製造工程に反映することができた。「低密度ペレット製造条件確立試験」は平成3年度一杯継続実施するが,平成2年度末までに終了した不純物低減と密度安定化を中心とした試験の結果を「低密度ペレット製造条件確立試験(I)」として報告する。

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