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MA核変換用窒化物燃料を模擬した(Dy,Zr)N固溶体の熱-電気伝導相間

Interrelationship between thermal and electrical conductivity of (Dy,Zr)N solid solution simulating nitride fuel for MA transmutation

高木 聖也; 高野 公秀 

Takaki, Seiya; Takano, Masahide

MA核変換用燃料としてZrNを母材とした窒化物燃料が研究されている。MA核変換用窒化物燃料では20mol%から40mol%の幅広い組成でMA窒化物をZrN母材に固溶させるため、これまでに燃料設計上必要な組成での熱伝導率測定が少量のMAを用いたホット試験により行われてきた。今後、照射試験による物性評価の際、その熱伝導機構を詳細に把握しておくことが重要となるが、MAを用いたパラメトリックな試験は困難である。そこで本研究では、MAの模擬物質としてDy希土類元素を用い、Dy$$_{x}$$Zr$$_{1-x}$$N模擬窒化物試料の熱-電気伝導相間を明らかにすることで、MA核変換用窒化物燃料の熱伝導機構に関する基礎的な知見を得ることを目的としている。

Nitride fuel with ZrN matrix have been studied for transmutation of minor actinide (MA). These are supposed to be designed as ZrN solid solution or TiN compounds with MA nitride from 20 mol% to 40 mol%. From the above, composition and temperature dependence of thermal conductivity for safety evaluation of the fuel have been studied with a little of MA. In future, it is important to understand the heat conduction mechanism in detail when evaluating irradiation effect on thermal conductivity. In the present study, we are aimed to clarify composition and temperature dependence of thermal conductivity of Dy$$_{x}$$Zr$$_{1-x}$$N solid solution as surrogate nitride fuel with MA in order to understand the dependence of the MA nitride fuel physically.

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