Modeling and simulation of redistribution of oxygen-to-metal ratio in MOX

MOX中の酸素/金属比再分布のモデリングおよびシミュレーション

廣岡 瞬 ; 加藤 正人   ; 渡部 雅  

Hirooka, Shun; Kato, Masato; Watanabe, Masashi

本研究では酸素/金属比(O/M)再分布の時間発展モデルについて、MOX中の酸素の特性を用いて提案した。また、提案したO/M再分布の計算や、密度再分布の原因となるポアマイグレーションを計算する照射挙動シミュレーションを行った。シミュレーションの結果、O/M再分布は密度再分布よりも低温で起こり、基礎物性である酸素拡散は蒸発・凝縮機構よりも低温で起こることが示された。また、ペレット表面は低温のためO/M再分布が非常に遅いが、表面から少し内側に入った1000Kを超えるところでは、さらに内側から移動してくる酸素の影響を受け、O/M再分布がよく見られた。今後は、シミュレーション結果と照射後試験データとの比較を行っていく計画である。

This study suggested the time development of oxygen-to-metal ratio (O/M) redistribution model with oxygen-related properties in MOX. Irradiation simulation including the suggested O/M redistribution and pore migration with vaporization-condensation model which bares density redistribution was demonstrated. The simulation results showed that O/M redistribution proceeded at lower temperature than density redistribution, which indicated that oxygen diffusion got influential at lower temperature than vaporization-condensation of MOX. Another find was that O/M redistribution was very slow at the surface because temperature kept low. However, near the surface (inside from the surface) where the temperature exceeded 1000 K, O/M redistribution was rather recognizable with oxygen flown from inner region to the near-surface. The results will be evaluated by comparison with post-irradiation examination data.