Property database of TRU nitride fuel

TRU窒化物燃料物性データベース

西 剛史; 荒井 康夫; 高野 公秀 ; 倉田 正輝 

Nishi, Tsuyoshi; Arai, Yasuo; Takano, Masahide; Kurata, Masaki

本研究の目的はマイナーアクチノイド(MA)核変換用加速器駆動システム(ADS)の燃料設計に必要な窒化物燃料の物性データベースを整備することである。ADS用の窒化物燃料にはPu及びMAが主要成分として含まれること、ならびにZrN等の希釈材が添加されることに特徴がある。このためPuやMAの窒化物のほかZrNを含む窒化物固溶体を対象として、ADSの燃料設計に必要な物性に関する実験値や評価値を収集・整理した。これらの物性値は設計において種々の条件に対応しやすくするため、可能な限り定式化することに努めた。また、誤差の推定が可能な物性値についてはその評価結果も記載した。PuやMA等の超ウラン元素(TRU)窒化物については実験値や評価値が報告されていない物性値も多いので、その場合は代替としてUNや(U,Pu)Nの報告されている物性値でデータベースを補完することにより、許容できる精度を持ったADS燃料の設計ができるようにした。

The purpose of this study is to prepare a property database of nitride fuel needed for the fuel design of accelerator-driven system (ADS) for transmutation of minor actinide (MA). Nitride fuel of ADS is characterized by high content of Pu and MA as principal components, and addition of a diluent material such as ZrN. Experimental data or evaluated values from the raw data on properties Pu and MA nitrides, and nitride solid solutions containing ZrN are collected and summarized, which cover the properties needed for the fuel design of ADS. They are expressed as an equation as much as possible for corresponding to a variety conditions. Error evaluation is also made as much as possible. Since property data on transuranium (TRU) nitrides are often lacking, those on UN and (U,Pu)N are substitutionally shown in such cases in order to facilitate the fuel design with a tolerable accuracy by complementing the database.