MAリサイクルのための燃料挙動評価に関する共通基盤技術開発,15; ヘリウム吸蔵及び放出試験後のUO試料に見られる多面体体欠陥形成の平衡論的解釈

Development of common and fundamental technologies on the evaluation of fuel behavior for realizing MA recycling, 15; Explanation of the formation polyhedral volume defect in UO formed by helium precipitation from the stand point of equilibrium

芹澤 弘幸  ; 芳賀 芳範   ; 白数 訓子  ; 中島 邦久  ; 荒井 康夫

Serizawa, Hiroyuki; Haga, Yoshinori; Shirasu, Noriko; Nakajima, Kunihisa; Arai, Yasuo

MA-MOX燃料に含まれているエミッターによって放出されたヘリウムは、マトリックス中に蓄積され、燃料挙動に影響をおよぼす。本研究では、ヘリウムの挙動を調べるため、多結晶及び単結晶UOを用いたヘリウム吸蔵及び放出試験を実施し、試料の組織観察を実施した。吸蔵後及び放出後の試料をFE-SEMによって調べた。観察されたNegative crystalは、基本的に{111}及び{100}面群にかこまれた切頂八面体及び立方八面体であったが、その形状が、多結晶試料であるか又は単結晶試料であるかによって変化し、また、処理温度によっても異なることが判明した。このことから、形成された多Negative crystalの形状が、析出したヘリウム圧力に依存して変化するものと考え、定性的に考察した。内圧が高くなれば、表面エネルギーの高い面群が現われ、内面全体としての表面自由エネルギーが増加することによって、ガスバブルとしてのつり合いが保たれていると考えられる。

Helium emitted by -decay of MA is accumulated in UO and affects on the behavior of the fuel. In the present study, the authors examined the variation of the micro texture of a fuel matrix by the precipitation of helium using single and poly crystalline UO. It was found that the precipitated helium form a negative crystal which mainly consists of {111} and {100} crystal planes. The shape of the negative crystal changes depending on the history of the heat treatment.