Thermal conductivities of minor actinide oxides for advanced fuel

新型燃料としてのマイナーアクチノイド酸化物の熱伝導率

西 剛史; 伊藤 昭憲; 高野 公秀 ; 赤堀 光雄; 荒井 康夫; 湊 和生 

Nishi, Tsuyoshi; Ito, Akinori; Takano, Masahide; Akabori, Mitsuo; Arai, Yasuo; Minato, Kazuo

酸化アメリシウム(AmO)と二酸化ネプツニウム(NpO)の熱拡散率をレーザフラッシュ法により測定した。AmO及びNpOの熱拡散率は温度の上昇とともに減少した。また、AmOの熱拡散率は、真空中での熱拡散率測定で生じるO/Am比の減少により、わずかな減少を示すことが明らかとなった。AmO及びNpOの熱伝導率は、測定した熱拡散率,比熱及び密度を用いて評価した。AmOの熱伝導率は、UOとPuOの熱伝導率の文献値よりも小さい値であること、873から1473Kまでの温度領域におけるNpOの熱伝導率はUO及びPuOの熱伝導率の間に位置することが明らかとなった。また、AmO及びNpOの熱伝導率は熱拡散率同様、温度の上昇とともに減少する傾向を示し、ほかの酸化物燃料と同じ傾向を示すことが明らかとなった。これらのマイナーアクチノイド酸化物の熱伝導率は新型燃料の熱特性・挙動を把握するうえで重要な物性値である。

The thermal diffusivities of americium oxide and neptunium dioxide were determined by a laser flash method. It was found that the thermal diffusivities of AmO and NpO decreased with increasing temperature. It was also found that the decrease in O/Am ratio during the thermal diffusivity measurements under vacuum resulted in a slight decrease in thermal diffusivity of AmO. The thermal conductivities of AmO and NpO were evaluated from the measured thermal diffusivities, heat capacities and bulk densities. The thermal conductivity of AmO was smaller than those of the literature values of UO and PuO. On the other hand, the thermal conductivity of NpO from 873 to 1473 K lay between those of UO and PuO. The thermal conductivities of AmO and NpO decreased with increasing temperature in the temperature range investigated.