Experimental investigation of fission products release from irradiated FBR MOX fuel

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大野 修司  ; 佐藤 勇; 中桐 俊男  ; 廣沢 孝志  ; 宮原 信哉  ; 滑川 卓志

Ohno, Shuji; Sato, Isamu; Nakagiri, Toshio; Hirosawa, Takashi; Miyahara, Shinya; Namekawa, Takashi

過渡加熱条件下における混合酸化物燃料からの核分裂生成物(FP)の放出に関する炉外実験を実施した。実験に使用した燃料はプルトニウム割合が30質量%であり、高速実験炉「常陽」で65GWd/tまで照射したものである。実験は2回(FP-1とFP-2)実施した。FP-1では燃料サンプルをまず2000Cに、次に3000Cまで加熱し、30分間保持した。FP-2では加熱温度を1500C、2500Cとし保持時間は同様に30分間とした。揮発性FPであるCsの放出は、燃料サンプルの加熱後すぐに検出された。放出速度は、数分後にピークを持った後、燃料マトリックス中の拡散過程により徐々に低下した。見かけの拡散係数は軽水炉燃料を使った既往実験で報告されている結果に良く一致した。放出割合は両実験で同じ結果であり、Csは約100%、Sbは約100%、Ruは約10%、CeとEuは約0%であった。

Out-of-pile experiments on the release of fission products (FPs) under transient heating conditions were carried out for mixed oxide fuels. The fuels used in the experiments, the plutonium content of which was 30wt%, were irradiated up to 65 GWd/t in the experimental fast reactor JOYO. The experiments consisted of two runs, FP-1 and FP-2. In FP-1, the fuel sample was first heated to 2,000C and then up to 3,000C. The holding time was 30 min at each temperature. In FP-2, the terminal temperatures were 1,500C and 2,500C, and the holding time was 30 min in the same manner. The release of Cs, a volatile FP, was detected as soon as the fuel sample was heated up. The release rate, after peaking in several minutes, decreased gradually via a diffusion process in the fuel matrix. The "gross" diffusion coefficient agreed well with the data reported in other experiments using LWR fuels. The release fractions were identical in both experiments, namely Cs 100%, Sb~100%, Ru 10%, Ce 0% and Eu 0%.