TRU燃焼のための合金燃料設計と製造の基盤技術の開発I,5; Am模擬元素の混合性と蒸発抑制手法の検討

Development of a fabrication technology of TRU alloy fuel and fuel design for TRU transmutation I, 5; Investigation on mixture charactaritic of substitute for Am and control methods of Am spreading

舘 義昭  ; 浅賀 健男; 有田 裕二*

Tachi, Yoshiaki; Asaka, Takeo; Arita, Yuji*

高速炉において合金形態でTRUを燃焼させるため、TRU含有合金燃料の製造技術の研究を進めている。今回、TRU中のアメリシウム(Am)の混合挙動に着目し、代替元素による評価試験を実施した。また、射出鋳造法による燃料製造において、高蒸気圧元素であるAmの蒸発抑制,蒸発元素回収のための機能について検討を行った。TRU合金を模擬したZr-Cu系にCeを加えたZr-Cu-Ce系に対して、異なるCe含有量となるZr-44Cu-13Ce, Zr-41Cu-17Ce及びZr-33Cu-33Ceを1400Cで加熱溶融し、合金試料の組織観察を行った。組織観察の結果、Ceの含有量が17wt%までは、析出相がほぼ均一に分散している均質な合金組織となったが、析出相はCe量の増加とともに肥大化していた。一方、Ce含有量が33wt%では、肥大化した析出相の分散が均一ではなく分離相になり、合金組織の均質性は大きく崩れていた。これらの結果より、均質な合金組織の形成にはCe含有量に最適値のあることが明らかになり、これはAmに対しても予想され、TRU組成の選定に重要な知見が得られた。一方、高蒸気圧元素であるAmの蒸発抑制には、TRU合金中でのAmの安定性向上とともに、坩堝開口部の縮小や拡散エリアの低減,蒸発元素の効率的回収法の検討の必要が明らかになった。

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