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The Effect of O/M ratio on the melting of plutonium and uranium mixed oxides

MOXの融点に及ぼすO/Mの影響

加藤 正人; 森本 恭一; 菅田 博正*; 小無 健司*; 鹿志村 元明; 安部 智之

Kato, Masato; Morimoto, Kyoichi; Sugata, Hiromasa*; Konashi, Kenji*; Kashimura, Motoaki; Abe, Tomoyuki

核燃料の融点は、燃料の最高温度を制限するため、燃料開発を進めるうえで重要な物性データの一つである。MOX燃料は、O/M比が2.00より低い領域で用いられるため、融点に及ぼすO/Mの影響を調べることが重要である。MOXの融点測定は、タングステンカプセルに封入した試料によりサーマルアレストにより測定されてきた。最近、著者らは、タングステンカプセルによる測定は、試料との反応が起こるため、正しい融点を測定していないことを見いだした。カプセル材との反応を防ぐためにレニウム容器を用いて融点測定を行った。40%及び46%Puを含むMOXの融点をサーマルアレスト法により測定した。固相線温度は、O/Mの低下で上昇することが確認できた。得られた測定結果は、タングステンカプセルで測定された従来の測定結果より50-100K高い温度である。

Melting point of a nuclear fuel is one of the important physical properties for its development, because it limits maximum temperature of the fuel during operation. A rhenium inner capsule was used to prevent the reaction with capsule for measuring melting points of MOX. In this work melting points of MOX with 40% and 46%Pu were investigated as a function of an O/M ratio using Re inner, and the effect of the O/M ratio on the melting points was evaluated. The solidus and liquidus temperatures in (Pu$$_{0.4}$$U$$_{0.6}$$)O$$_{2-x}$$ and (Pu$$_{0.46}$$U$$_{0.56}$$)O$$_{2-x}$$ were measured by thermal arrest method. It was observed that the melting points in the both samples increased with a decrease of the O/M from 2.00, and their data were 50-100K higher than existing data measured in previous works which were measured with W capsule.

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