Dissolution and chemical analysis of Zr-based lanthanide nitrides

Zr含有窒化物の溶解及び化学分析

林 博和 ; 千葉 力也*

Hayashi, Hirokazu; Chiba, Rikiya*

原子力機構は、加速器駆動システム(ADS)用マイナーアクチノイド(MA)核変換燃料としてウランを含まないMA窒化物燃料の研究開発を実施している。本研究では、MA核変換燃料の第一候補である、窒化ジルコニウム(ZrN)を不活性母材として用いる窒化物固溶体について、ランタノイド元素を超ウラン元素の模擬物質として用いた硝酸中への溶解挙動測定試験を行った。その結果、ZrN粉末試料の8M硝酸への溶解は室温で約100日、約110Cでの加熱条件下で15時間かかるのに対し、0.4DyN-0.6ZrN固溶体粉末試料は室温の8M硝酸中に容易に溶解することを示した。また、0.4DyN-0.6ZrN固溶体粉末試料を硝酸で溶解した溶液の化学分析試験によって、試料の組成を測定した。

Uranium-free nitride fuel has been chosen as the first candidate for transmutation of long-lived minor actinides (MA: Np, Am, Cm) using sub-critical accelerator-driven system (ADS) under the double strata fuel cycle concept by Japan Atomic Energy Agency (JAEA). Dissolution behavior of ZrN-based nitrides in nitric acid is examined using lanthanides as surrogate materials of TRU elements. Chemical analysis of the ZrN-based lanthanide nitrides dissolved in nitric acid is also carried out.