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Self-radiation damage in plutonium and uranium mixed dioxide

プルトニウム-ウラン混合酸化物の自己照射損傷

加藤 正人; 米野 憲; 宇野 弘樹*; 菅田 博正*; 中江 延男; 小無 健司*; 鹿志村 元明

Kato, Masato; Komeno, Akira; Uno, Hiroki*; Sugata, Hiromasa*; Nakae, Nobuo; Konashi, Kenji*; Kashimura, Motoaki

プルトニウム化合物は、プルトニウムの$$alpha$$崩壊による自己照射損傷により格子定数が増加する。本研究では、MOX燃料の自己照射による格子膨張とその熱回復について調べた。最大32年間、空気中で保管されたMOX粉末とペレットの格子定数が測定され、保管時間とともに増加した。また、格子定数は0.29%の増加で飽和した。格子膨張率は、自己照射量の関数として式が導かれた。自己照射による格子膨張の回復が調べられ、3段階の温度領域で回復が起こることを確認した。それらは、それぞれ酸素のフレンケル欠陥の回復,金属イオンのフレンケル欠陥の回復及びHeに起因する格子欠陥の回復に相当すると考えられる。

In plutonium compounds, the lattice parameter increases due to self-radiation damage by $$alpha$$-decay of plutonium isotopes. The lattice parameter change and its thermal recovery in plutonium and uranium mixed dioxide (MOX) were studied. The lattice parameter for samples of MOX powders and pellets that had been left in the air for up to 32 years was measured. The lattice parameter increased and was saturated at about 0.29%. The change in lattice parameter was formulated as a function of self-radiation dose. Three stages in the thermal recovery of the damage were observed in temperature ranges of below 673K, 673-1073K and above 1073K. The activation energies in each recovery stage were estimated to be 0.12 eV, 0.73 eV and 1.2 eV, respectively, and the corresponding mechanism for each stage was considered to be the recovery of the anion Frenkel defect, the cation Frenkel defect and a defect connected with helium, respectively.

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パーセンタイル:9.91

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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