プルトニウム燃焼高温ガス炉を実現するセキュリティ強化型安全燃料開発,21; ZrC被覆試験と特性評価

Development of security and safety fuel for Pu-burner HTGR, 21; Test and characterization for ZrC coating

植田 祥平   ; 相原 純 ; 橘 幸男 ; 國富 一彦 ; 岡本 孝司*

Ueta, Shohei; Aihara, Jun; Tachibana, Yukio; Kunitomi, Kazuhiko; Okamoto, Koji*

プルトニウム燃焼高温ガス炉のためのセキュリティ強化型安全燃料を高燃焼度化するため、遊離酸素ゲッターの特性を有する炭化ジルコニウム(ZrC)を不活性母材燃料核へ直接被覆する。平成28年度は直径0.7mmのYSZ(イットリア安定化ジルコニア)模擬燃料核への厚さ約21mのZrC層被覆に成功し、定比ZrCの化学蒸着条件の再現性を確認するとともに、化学蒸着条件との関係からZrC層被覆層の成長速度を得た。また、透過型電子顕微鏡によるZrCとYSZ境界面の材料特性を評価した。さらに、ZrC被覆試験装置を改造して、従来よりも小径の粒子へのZrC層被覆を可能にした。

To extend burnup of security and safety fuel for Pu-burner HTGR, zirconium carbide (ZrC) acting as an oxygen getter is coated directly on the inert matrix fuel kernel. In the fiscal year 2016, ZrC layer with the thickness of about 21 m has been coated successfully on YSZ (Yttria Stabilized Zirconia) dummy fuel kernel with the diameter of 0.7 mm, and then the chemical vapor deposition condition has demonstrated reproducibility of stoichiometric ZrC coating and contributed to obtaining growing rate of ZrC. Also, the material properties at the boundary between ZrC and YSZ was characterized. Furthermore, inproving ZrC coater enabled one to coat ZrC on the sphere with smaller diameter than that with conventional.