Microstructure and elemental distribution of americium-containing uranium plutonium mixed oxide fuel under a short-term irradiation test in a fast reactor

短期照射Am-MOX燃料における組織変化と元素分布

田中 康介  ; 三輪 周平  ; 佐藤 勇; 廣沢 孝志  ; 大林 弘 ; 小山 真一  ; 吉持 宏; 田中 健哉

Tanaka, Kosuke; Miwa, Shuhei; Sato, Isamu; Hirosawa, Takashi; Obayashi, Hiroshi; Koyama, Shinichi; Yoshimochi, Hiroshi; Tanaka, Kenya

MOX燃料の照射挙動に及ぼすAm添加の影響を確認するため、高速実験炉「常陽」において照射試験(Am-1)を実施している。Am-1は短期照射試験と定常照射試験からなり、短期照射試験は終了し、照射後試験を進めている。本報告では、10分間照射したAm-MOX燃料ペレットの照射後試験結果について述べる。3%及び5%のAmを含有するMOX燃料ペレットを遠隔操作技術を用いて製造した。燃料ペレットのO/M比は1.98である。この燃料を軸方向最大線出力約43kW/mで照射した。金相試験結果から、10分間の照射期間においても、レンズ状ボイドや中心空孔の形成などの組織変化が生じることがわかった。また、EPMA分析によりAmの再分布の発現が認められた。

In order to confirm the effect of americium addition on irradiation behavior of MOX fuel, the "Am-1" program is being conducted in Joyo. The Am-1 program consists of two short-term irradiation tests and a steady-state irradiation test. The short-term irradiation tests were successfully completed and the post irradiation examinations are in progress. This paper reports on the results of PIEs for Am-containing MOX fuel irradiated for 10 minutes. MOX fuel pellets containing 3% or 5% Am were fabricated in a shielded air-tight hot cell using a remote handling technique. The oxygen to metal ratio (O/M) of these fuel pellets was 1.98. They were irradiated at peak linear heating rate of about 43 kW/m. The ceramography results showed that structural changes such as lenticular voids and a central void occurred early, within the brief 10 minutes of irradiation. The results of EPMA revealed that Am migrated to the radial center of the fuel pellet up the temperature gradient.