高速炉用Am含有ターゲット候補選定に関する検討

Selection Study of Am-Target Candidates for the Irradiation in Fast Reactors

逢坂 正彦  ; 吉持 宏; 堂野前 貴子  ; 井上 賢紀 

Osaka, Masahiko; Yoshimochi, Hiroshi; Donomae, Takako; Inoue, Masaki

サイクル機構-原研融合研究の枠内で、高速実験炉「常陽」にて照射予定のAm含有ターゲットについて、候補の選定に関する検討を文献調査に基づき行った。ターゲットの開発状況及び選定研究に関する文献調査を実施し、母材選定基準を策定したうえで、多くの物質のなかから母材の一次候補を選定した。次に一次候補として選定したZrO2,Al2O3,MgO,SiC,Si3N4,MgAl2O4及びTiNについて、熱伝導度、照射特性、製造性等の詳細な特性調査を行った。母材選定基準のうち、特に製造性への適合に重点を置いて、一次候補のなかからZrO2,MgO,SiC,Si3N4及びTiNの5つをAm含有ターゲット用母材として選定した。選定した母材をベースとしたAm含有ターゲット候補形態及び製造プロセスを検討し、以下のとおり策定した。(1)Am酸化物粒子分散型:Am酸化物を粒子(100-300m)とし、母材(MgO)に分散させたもの。 ・乾式によるAm粒子製造;Am酸化物粉末成型、破砕及びふるい ・Am酸化物粒子とスプレードライにより作製した母材粒子の混合 ・一軸成型、不活性雰囲気中常圧焼結 (2)Am酸化物粒子混合型:Am酸化物と母材(SiC,Si3N4及びTiN)の均一混合型 ・Am酸化物粉末と母材粉末の混合 ・一軸成型、不活性雰囲気中常圧焼結 今後これらの製造試験、特性測定等を行い、「常陽」照射Am含有ターゲットを決定していく

Selection study of Am target candidates for the irradiation in the experimental fast reactor JOYO was performed by the investigation of previously reported studies as a part of JNC-JAERI joint project. Criteria of the selection of inert matrix for the Am target was decided and preliminary selection was carried out on the basis of the investigation results of the present status of development of target and several selection studies in the world. Detailed investigation of the properties such as thermal conductivity, irradiation behavior,fabrication technique on seven pre-selected candidates, specifically ZrO2, Al2O3, MgO, SiC, Si3N4, MgAl2O4 and TiN, was then performed. Five matrices for Am target candidates, ZrO2, MgO, SiC, Si3N4 and TiN,were consequently selected on considering the criteria,in particular, adaptability of the fabrication process were also designed and decided as follows: Dispersed type of Am oxide particle (dia:100/300 micro meter)into MgO (1) Am oxideparticle fabrication by dry route ; i.e. compacting of Am oxide powder, crushing and sieving (2) Mixing of Am oxide particle with MgO particle made by spray dry (3) Pelletizing by uni-axial press and sintering in one atm of inert atmosphere Mixed type of Am oxide (1) Mixing of Am oxide powder with material (SiC, Si3N4 or TiN) powder (2) Pelletizing by uni-axial press and sintering in one atm of inert atmosphere Fabrication test and property measurement will be conducted for the final decision of Am-containing target.