Study of rock-like oxide fuels under irradiation

岩石型燃料の照射挙動

白数 訓子  ; 蔵本 賢一; 中野 佳洋 ; 山下 利之; 小川 徹

Shirasu, Noriko; Kuramoto, Kenichi; Nakano, Yoshihiro; Yamashita, Toshiyuki; Ogawa, Toru

岩石型燃料の照射挙動を評価するために、照射後試験を行った。試験に供した燃料はUO固溶安定化ジルコニア(U-YSZ)単相燃料,U-YSZの粉砕片とスピネル又はコランダムを混合した粒子分散型燃料の計3種である。照射は、JRR-3にて約280日行った。燃焼度はおよそ11%FIMAである。パンクチャーテストにてガス放出率を測定した結果、コランダム型燃料が極めて高いガス放出率を示すことが明らかになった(88%)。また、ジルコニア単相燃料は、その低い熱伝導率より一番高い温度での照射となったが、大変低いガス放出率を示した(5%)。SEMやEPMAを用いて燃料の微小分析を行った。1400K以下の照射温度では、スピネルの分解及び組織の再編成は見られなかった。コランダム型燃料の組織も一様であり、組織変化は見られなかった。

To evaluate the irradiation behavior of the rock-like oxide fuel, irradiation experiments were carried out. Three fuels were prepared; a single phase fuel of yttria-stabilized zirconia containing UO (U-YSZ) and two particle-dispersed fuels of U-YSZ particles in spinel or corundum matrix. These fuels were irradiated in JRR-3 for about 280 days. The burnups were about 11% FIMA. The fission gas release rate (FGR) was determined by puncture test and gas analysis. Corundum-based fuel showed extremely high FGR (88%). On the other hand, the U-YSZ single-phase fuel showed very low FGR (5%). Microstructure analyses for irradiated fuel pellets were carried out by ceramography and EPMA. The restructuring of fuel pellet was not observed in the spinel-based fuel irradiated below 1400 K. Significant appearance changes were not also observed for corundum-based fuel.