Thermal and mechanical properties of UO and PuO

UO, PuOの機械特性と熱特性

加藤 正人   ; 松本 卓

Kato, Masato; Matsumoto, Taku

ウラン・プルトニウム混合酸化物は、マイナーアクチナイド含有MOX燃料のベースとなる材料である。そのため、UOとPuOの基礎特性を評価することは、燃料開発の基盤的な評価のために重要である。特に比熱と熱伝導率は、熱的な挙動を評価する上で重要である。しかしながら、それらのデータは、限られており、メカニズムを理解することは難しい。本研究では、超音波パルスエコー法により弾性測定を測定し、弾性定数と熱膨張率を用いて、比熱と熱伝導率を評価した。比熱は、PuOのショットキー項がUOより約1.5倍大きいためにPuOの比熱が高くなり、熱伝導率は、UOに比べてPuOの熱伝導率が高いことが確認できた。本研究を通して、機械的特性と熱伝導率の関係を記述し、比熱,熱伝導率を評価できた。

Uranium and plutonium mixed oxide is base material for minor actinide (MA)-bearing MOX fuels. It is important to evaluate basic properties of UO and PuO as fundamental aspects of MA-bearing MOX fuel development. Especially, heat capacity and thermal conductivity of UO and PuO are important data to analyze thermal behaviors depending on Pu content. However, the data of PuO is limited, and it is difficult to understand the mechanism of temperature dependence on their properties. The (Cv+Cd) of UO and PuO is almost same. The analysis results showed that the Schottky term of PuO is 1.5 times as larger as that of UO. The thermal conductivity was analyzed by Slack equation. The calculation results showed that the thermal conductivity of PuO was higher than that of UO. The relationship between mechanical and thermal properties was described, and the heat capacity and thermal conductivity were analyzed.