Local structure analysis of ZrN, and DyZyN surrogate materials for fast reactor nitride fuel

窒化物模擬燃料物質ZrN, DyZyNの局所構造解析

米田 安宏   ; 辻 卓也  ; 松村 大樹   ; 岡本 芳浩  ; 高木 聖也  ; 高野 公秀 

Yoneda, Yasuhiro; Tsuji, Takuya; Matsumura, Daiju; Okamoto, Yoshihiro; Takaki, Seiya; Takano, Masahide

窒化物模擬燃料物質のDyNとZrNの結晶構造解析を行った。DyNとZrNの格子ミスマッチは7%近くありながら、DyZrNは単相の試料が得られ、平均構造の格子定数はVegard則に従う。局所構造解析は放射光X線を利用したXAFSとPDF解析を併用して行ったところ、Zr-Nの原子間距離が平均構造の格子定数のより大きなDyZrNにおいてZrNよりも縮んでいることがわかった。このような局所的なモジュレーションが熱伝導率などの物性に与える影響を検討した。

ZnN is a possible candidate for the diluent material for nitride fuels containing transuranium elements. Pellets of inert matrix material ZrN, and surrogate nitride fuel material DyZrN, are fabricated for the purpose of investigating the crystal structure. Lattice parameters of DyZrN followed the Vegard's low, in spite of the large lattice mismatch ( 7%) between DyN and ZrN. Local structure analysis was performed by X-ray absorption fine structure (XAFS) and atomic pair-distribution function (PDF) methods. The Zr-N nearest neighbor bond distance changed as changing the Dy composition. The complex local structure of DyN and ZrN is related to the preferable effects of ZrN.