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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、濃縮度20%のウランを添加した岩石型燃料を用いて照射試験を行った。試験には、ジルコニア単相燃料,ジルコニア粒子をスピネル、もしくはコランダム中に分散させた粒子分散型燃料を供した。照射はJRR-3にておよそ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並びにガス分析を行い、ガス放出率を求めた。コランダム系燃料において、極めて高いガス放出率が観測された(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、たいへん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$$_{2}$$ (U-YSZ) and two types of 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%). The temperature of U-YSZ single-phase fuel pellets was highest among the fuels, because of its low thermal conductivity. Nevertheless the U-YSZ single-phase fuel showed very low FGR (5%). Microstructure analyses of 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.

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