Application of FE-SEM to the measurement of U, Pu, Am in the irradiated MA-MOX fuel

照射後MA-MOX燃料中のU, Pu, Am測定へのFE-SEMの応用

佐々木 新治  ; 丹野 敬嗣  ; 前田 宏治  

Sasaki, Shinji; Tanno, Takashi; Maeda, Koji

高速炉での照射中には、径方向の温度勾配により、径方向に組織変化と径方向の元素分布の変化が発生する。このため、マイナーアクチノイドが含まれるMOX燃料の照射による振る舞いを研究することは、高速炉燃料の開発に重要である。燃料試料の詳細な観察と元素分析を行うために、FE-SEM/WDXを用いて、照射済のMA-MOX燃料の照射後試験を実施した。試料は高い放射能量と線を有するため、装置は改造している、(1)放射性物質の漏洩を防ぐため、FE-SEMとシールドを遠隔でコントロールする試料移送装置を取り付けた。(2)装置と作業者の被ばくを防止するため、装置は遮へい体の内部にインストールし、制御系は外部に移設した。照射されたMA-MOXには組織変化が観察され、特性X線のピークを検出することに成功した。特性X線の強度を用いて、U, Pu, AmのMA-MOX試料の径方向に沿った定量的な評価を試みた。これにより、Um, Pu, Amの径方向の分布の変化を掴むことができた。この方法は、微細組織の変化とMA-MOX燃料の元素分布の変化を解明することに大きな利点がある。

During irradiation in a fast reactor, the microstructure change of the mixed oxide fuels and the changes of element distributions occur because of a radial temperature gradient. Therefore, it is important to study the irradiation behavior of MA-MOX for advancement of fast reactor fuels. In order to make detailed observations of microstructure and elemental analyses of MA-MOX, irradiated MA-MOX specimens were carried out PIE by using a FE-SEM equipped with WDX. Because fuel samples have high radio activities and emit alpha-particles, the instrument was modified. the instrument was installed in a lead shield box and the control unit was separately located outside the box. The microstructure changes were observed in irradiated MA-MOX specimen. The characteristic X-rays peaks were detected successfully. By measuring the intensities of characteristic X-rays, it was tried quantitative analysis of U, Pu, Am along radial direction of irradiated specimen.