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,8; 多相溶湯における高蒸気圧元素の挙動調査

Development of a fabrication technology of TRU alloy fuel and fuel design for TRU transmutation I, 8; Investigation on high volatile element behavior in molten alloy

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開発を進めている。TRU合金燃料製造においては高蒸気圧性のアメリシウム(Am)の蒸発損失を防止することが重要であり、多相溶湯中での挙動を把握するため、代替元素を用いた評価試験を実施した。Cu-5SmはCuの母相の周りをCu-Smの第2相が取り囲む組織となっており、状態図から推測される組織と一致し、均質な合金組織であった。また、Zr-40Cu-5SmはZr-Cuを主成分とする母相中にZr-Cu-Sm系の第2相が析出する組織となり、原料金属の溶融順序によって第2相の大きさや分散状態,蒸発量に違いがあった。Zr, Cu, Smを同時に溶融した場合は、母相中に10m程度の微細な第2相が均一に分散した組織となり、CuとSmの溶融後にZrを添加した場合は、第2相のサイズが25倍となりその分散数も減少した。これは、繰り返し溶融によって第2相同士が結合し粗大化したためと考えられる。一方、溶湯製造時の蒸発量については、原料金属を同時に溶融した場合よりも、Cu-Sm合金にZrを添加するなど溶融手順を変えた場合の方がPt箔上のSm量は少なかった。これは溶湯内ではCuと共存するSmは安定となるが、単体遊離したSmは活性度が高く蒸発しやすいためであると推測する。そのため、高蒸気圧性のSmの挙動は相互溶解性のあるCuの存在に大きく影響され、高蒸気圧元素の制御には溶融手順の最適化が必要かつ有効であると考えられる。

no abstracts in English