振動充填燃料焼結体の熱伝導度測定試験(4)

Thermal Conductivity Measurement of Sintered Vibro-Packed Fuel (4)

水野 峰雄*; 高阪 裕二*; 小川 伸太*

Mizuno, Mineo*; Kosaka, Yuji*; Ogawa, Shinta*

粒子焼結による振動充填燃料の熱伝導度向上効果を調べるため、粒子焼結体の熱伝導度測定方法の検討を進めている。平成1315年度の試験では、粒子間の焼結状態を制御できる試験試料の作製方法を把握し、平板比較法による熱伝導度測定装置により粒子焼結体の実効熱伝導度を測定できる見通しを得た。本年度は熱伝導度測定装置の改良により、高温領域での熱伝導度測定における試料径方向の熱損失の低減をはかった。また今後に計画されている真球度の高いUO粒子を使用した粒子焼結体の実効熱伝導度測定の見通しを得ることを目的して、同装置により真球度の高いZrO粒子焼結体における粒子間ネッキングと熱伝導度の相関関係を調べた。その結果、真球度の高い粒子を使用することでネック比の制御がより容易になるとともに、粒子ネック比と焼きしまり歪量の関係が低ネック比領域にも適用できることが判った。標準試料として石英ガラスを用いた装置特性試験における熱伝導度測定値の95%信頼幅は600900deg. C で3%と、平成14年度試験における8%に比較して向上した。ZrO粒子焼結体の熱伝導度にはネック比依存性が認められた。これは真球度の高い粒子の使用により粒子焼結体内のネッキングが一様化したこと及び装置改良による熱伝導度測定精度向上の効果と考えられる。 粒子焼結体の熱伝導度測定における今後の課題として下記が挙げられる。 1. 熱伝導度測定温度範囲の拡大/2.高温領域での測定精度向上/3.粒子ネック比測定精度の評価

The measurement method of the thermal conductivity has been studied on the sintered UOparticles bed to investigate the necking effects on the thermal conductivity of the Vibro-packed fuel. In the years from 2002 to 2004, the experimental study was carried out in order to survey the sintering condition of UO particles fuel bed, and it was certified that the effective thermal conductivity of the sintered UO2 particles bed could be measured by the apparatus which was constructed based on the Guarded-Comparative Longitudinal Heat Flow Technique. In this work, improvement of the apparatus in order to decrease heat loss from the sample in radial direction in the measurement of the thermal conductivity in high temperature region is carried out. Furthermore, the relation between necking ratio and the thermal conductivity of the sintered ZrO spherical particles bed are surveyed to apply this apparatus to the thermal conductivity measurements of UO spherical particle bed with high sphericity in next stage of study. The results indicate that necking ratio of particles can be controlled easily by the usage of spherical particles, and the relation between necking ratio and sintering strain can be applicable to low necking ratio region. The characteristics of the measurement apparatus are surveyed using quarts glass disc as a standard sample, and the error of the thermal conductivity measurements is estimated 3%(95% confidence limit) in 600~900deg. C , which is smaller than 8% estimated in the measurement of the thermal conductivity carried out in 2002. The thermal conductivity of the sintered ZrO spherical particle bed depends on necking ratio of particles. This result is due to the homogeneity of necking in the particle bed by the usage of spherical particles and the improvement of accuracy of measured thermal conductivity using the advanced apparatus.