真空加熱抽出-コンピュータガスクロマトグラフ法による混合酸化物燃料ペレット中のガス成分分析法の開発

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上村 勝一郎; 菅谷 伸一; 藤田 伸一*; 檜山 敏明; 山本 純太

Kamimura, Katsuichiro; Sugaya, Shinichi; Fujita, Shinichi*; Hiyama, Toshiaki; Yamamoto, Junta

前報において未照射プルトニウム-ウラン混合酸化物燃料(以下「MOX燃料」という。)ペレット中に含有する蒸発性不純物の成分分析法を確立し、その成分は水素、酸素、窒素、メタン及び一酸化炭素であることを報告した。また、O.Vegaら2)は、未照射のPWRタイプの二酸化ウラン燃料中のガス成分分析を行い、水素、一酸化炭素、窒素及び二酸化炭素が含有していることを報告している。しかし、前報の報告で使用した分離カラムの充填剤は、モレキュラーシーブ5Aであるため、二酸化炭素等の極性を有する分子の定量は困難であった。そこで前述した非極性分子と極性分子を同時に定量分析が行える分析法を確立することを目的として、数種類の分離カラムとコンピュータ制御による流路切り替えバルブを組合わせたコンピュータガスクロマトグラフを導入し、MOX燃料ペレット中のガス成分の分析法について検討を行った。また、これまでに我々が開発したガスサンプリング装置3)についても、試料採取容量を大きくするという改良を加えたので、あわせて検討を行った。本試験を行い得られた結果を以下に示す。1)コンピュータガスクロマトグラフの導入により、非極性分子である水素、酸素、窒素、メタン、一酸化炭素、エタン及び極性分子である二酸化炭素の同時分析が可能となった。2)水素、酸素、窒素、メタン、二酸化炭素、一酸化炭素及びエタンの相対標準偏差は、それぞれ1.0、3.4、0.6、1.0、1.4、0.8及び0.9%であった。一試料の分析に要する時間は、一時間以内と短時間である。3)ガスサンプリング装置の試料採取容量を大きくしたことにより、R&Dなどで製造した、ガスを多量に含有する燃料ペレット中のガス全量を一度に分析することができるようになった。

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