Oxidation and reduction behaviors of a prototypic MgO-PuO inert matrix fuel

MgO-PuOイナートマトリックス原型燃料の酸化還元挙動

三輪 周平  ; 逢坂 正彦  

Miwa, Shuhei; Osaka, Masahiko

MgOを母材としたPuO含有イナートマトリックス原型燃料の酸化還元挙動を熱分析により調べ、MgO-PuO試料の酸化還元速度を実験的に決定した。MgO-PuO試料の酸化還元速度はPuO試料に比べ低くなった。また、高い酸素分圧条件において、MgO-PuO試料の定比からのO/Pu比の変化はPuO試料に比べ小さくなることがわかった。これより、MgOを母材にすることによりイナートマトリックス燃料からの酸素供給及び放出が抑制されることがわかり、被覆管酸化等の観点で懸念となる高い酸素ポテンシャルを有するマイナーアクチニド酸化物の母材としてMgOが有効であることがわかった。

Oxidation and reduction behaviors of prototypic MgO-based inert matrix fuels (IMFs) containing PuO were experimentally investigated by means of thermogravimetry. The oxidation and reduction kinetics of the MgO-PuO specimen were determined. The oxidation and reduction rates of the MgO-PuO were found to be low compared with those of PuO. It is note that the changes in O/Pu ratios of MgO-PuO from stoichiometry were smaller than those of PuO at high oxygen partial pressure. From these results, it can be said that MgO matrix lower the oxygen supply and release of PuO, which is preferable as the minor actinides incineration devices, since the high oxygen potentials of minor actinide oxides can cause certain problems in terms of thermochemical aspects such as enlarged cladding inner-surface corrosion.