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Study of irradiation induced restructuring of high burnup fuel; The New cross-over project (NXO) to study rim-structure formation

高燃焼度燃料の照射誘起組織変化の研究; リム構造形成研究のための新クロスオーバー研究(NXO)

木下 幹康*; Geng, H. Y.*; Chen, Y.*; 金田 保則*; 岩沢 美佐子*; 大沼 敏治*; 園田 健*; 安永 和史*; 松村 晶*; 安田 和弘*; 左高 正雄; 石川 法人; 知見 康弘; 中村 仁一; 天谷 政樹

Kinoshita, Motoyasu*; Geng, H. Y.*; Chen, Y.*; Kaneta, Yasunori*; Iwasawa, Misako*; Onuma, Toshiharu*; Sonoda, Takeshi*; Yasunaga, Kazufumi*; Matsumura, Sho*; Yasuda, Kazuhiro*; Sataka, Masao; Ishikawa, Norito; Chimi, Yasuhiro; Nakamura, Jinichi; Amaya, Masaki

ニュー・クロスオーバー・プロジェクト(NXO)は、核燃料物質に対する核分裂放射線照射の影響を大学,国立・私立の研究所に渡る横断的な協力研究により検討している。加速器照射実験及び計算科学的手法を使用して、高燃焼度軽水炉燃料ペレットでリム構造を構成する機構を解明するためのシミュレーション研究が実施されている。加速器照射,高エネルギー電子線照射,核分裂エネルギー粒子線及び希ガス原子のイオン注入等が実施されている。照射試料としては、CeO$$_{2}$$を核燃料の模擬物質として使用した。最初の成果として、高エネルギー電子照射による平面構造形成、及び、高線量の高エネルギー粒子放射による結晶粒微細化に似た表面改質が観察された。第一原理及び分子動力学(MD)計算を用いた解析を実施し、UO$$_{2}$$とCeO$$_{2}$$の点欠陥形成エネルギー及び点欠陥を伴ったXe原子の相互作用についての情報が得られた。

The New Crossover Project (NXO) is studying effect of fission irradiation on fuel material that research activity is crossing over universities, national and private laboratories. Simulation studies are being performed to find principal and triggering processes of the rim-structure formation in high burnup LWR fuel pellet, using accelerator irradiation and computational calculations. Accelerator irradiation, high energy electron irradiation, fission energy particle beam and ion implantation (ragegas atoms) and combined overlapping irradiations are being performed. For the target of irradiation, CeO$$_{2}$$ isused as simulation of nuclear fuel. The initial results were such as planar structure made by Oxygen defects created by high energy electrons, and surface modification similar to grain-sub-division created by high fluence high energy particle irradiations.

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