陽電子マイクロビームを用いた炭化ジルコニウム燃料被覆膜の評価

Evaluation of the zirconium carbide film on the coated fuel particles using a positron microscope

前川 雅樹; 薮内 敦; 河裾 厚男; 相原 純 ; 沢 和弘

Maekawa, Masaki; Yabuuchi, Atsushi; Kawasuso, Atsuo; Aihara, Jun; Sawa, Kazuhiro

高温ガス炉に用いる次世代燃料微粒子皮膜炭化ジルコニウム(ZrC)膜の形成条件と膜品質について、陽電子消滅法を適用して調べている。これまでZrCに対し陽電子消滅法が適用された例はほとんどないことから、ZrCそのものに対する陽電子の基本的な挙動についてもあわせて調べた。理論計算の結果からは、炭化ジルコニウム中に存在するZr空孔とC空孔のうち、陽電子はZr空孔に敏感であることがわかった。試料にはジルコニア模擬燃料核上に厚さ20m程度のZrC膜を生成したものを用いた。ZrC表面を陽電子マイクロビームを用いて走査しS及びWパラメータを測定した。これまで、膜作成時のガス条件(C/Zr比)を大きくする(高炭素状態)と膜生成速度が向上することが知られてたが、われわれは、C/Zr比を大きくすると空孔型欠陥の導入量が増加することを見いだした。理論計算との比較から、この欠陥はZr空孔の生成によるものであると示唆された。

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