Evaluation of melting temperature in (PuAmU)O

(PuAmU)Oの融点評価

中道 晋哉  ; 加藤 正人   ; 森本 恭一 ; 菅田 博正*; 鹿志村 元明; 安部 智之

Nakamichi, Shinya; Kato, Masato; Morimoto, Kyoichi; Sugata, Hiromasa*; Kashimura, Motoaki; Abe, Tomoyuki

日本原子力研究開発機構では、高速炉燃料として20-32%Pu含有MOX燃料について開発を行ってきた。照射時の燃料ペレットの大きな温度勾配によりPu及びUの再分布が生じ、ペレット中心部でPu含有率が43%に増加する。照射中の燃料ペレットの設計温度はペレットの融点により制限される。そこで43%Pu含有MOXの融点を評価することが重要となる。本研究では、Re内容器を用いたサーマルアレスト法によって決定した融点の、直下の温度で熱処理することにより、43%Pu含有MOXが溶解しないことの確認を行った。43%Pu-MOX試料についてRe内容器を使って2978Kで40秒間の熱処理を行った。金相観察及びXRDの結果から、熱処理温度が固相温度以下の温度であることが示された。(PuAmU)Oは2978K20Kで固相状態であることが確かめられた。

JAEA has developed plutonium and uranium mixed oxide (MOX) containing 20-32%Pu content as a fuel of the fast breeder reactor. During irradiation, large temperature gradient in radial direction of a fuel pellet causes redistribution of Pu and U, and the Pu content increases to about 43% at the pellet center. The maximum temperature of the fuel pellet during irradiation is limited within the design criterion to prevent fuel melting. So, it is important to evaluate melting points of MOX containing 43%Pu. In this work, it is confirmed that the MOX with 43%Pu content is not melted by heat treatment just below the melting point which was determined by thermal arrest technique using Re inner capsule. The MOX specimen with 43%Pu content was heated at 2978K for 40s using Re inner capsule. Optical micrograph and XRD results show the specimen was heated at the temperature less than solidus temperature. So it was confirmed that (PuAmU)O was solid phase at 2978K20K.