Influences of the ZrC coating process and heat treatment on ZrC-coated kernels used as fuel in Pu-burner high temperature gas-cooled reactor in Japan
日本のPu燃焼高温ガス炉の燃料として使われるZrC被覆核に対するZrC被覆及び熱処理の影響
相原 純
; 植田 祥平
; 本田 真樹*; 水田 直紀
; 後藤 実
; 橘 幸男
; 岡本 孝司*
Aihara, Jun; Ueta, Shohei; Honda, Masaki*; Mizuta, Naoki; Goto, Minoru; Tachibana, Yukio; Okamoto, Koji*
再処理Pu量低減のより安全な方法としてPu燃焼高温ガス炉の概念が提案されている。この炉の概念では、超高燃焼度と核拡散抵抗性のためにZrC被覆PuO
-YSZ核をTRISO被覆した被覆燃料粒子が採用されている。PuO
-YSZ核を模擬したCeO
-YSZ核が製造された。CeはPuの模擬物質である。CeO
-YSZ核はZrC被覆されてZrC被覆CeO
-YSZ核となる。このZrC被覆CeO
-YSZ核の微細構造は報告済みである。本報ではZrC被覆していないCeO
-YSZ核の微細構造を報告した。ZrC被覆していないCeO
-YSZ核の表面を含む領域ではZrが多い結晶粒とCeが多い結晶粒の両方が密に分布していた。一方、ZrC被覆したCeO
-YSZ核においては、CeO
-YSZ核の表面付近は多孔質であり、主にZrが多い結晶粒から成っていた。以上により、ZrC被覆中にCeO
-YSZ核表面付近のCeが多い結晶粒は腐食され、Zrが多い結晶粒はほとんど腐食されなかったことが確認された。
The concept of a Pu-burner high temperature gas-cooled reactor (HTGR) has been proposed for purpose of more safely reducing amount of recovered Pu. This concept employs coated fuel particles (CFPs) with ZrC coated PuO
-YSZ kernel and with tristructural (TRISO) coating for very high Pu burn-up and high nuclear proliferation resistance. In this report, we investigate the microstructure of the region that includes the surface of an as-fabricated CeO
-YSZ kernel simulating PuO
-YSZ kernel. We found both Zr-rich grains and Ce-rich grains to be densely distributed in that region including surface of CeO
-YSZ kernel. On the other hand, it has been reported that there was a porous region near surface of the CeO
-YSZ kernel of Batch I. This finding confirms that Ce-rich grains near surface of CeO
-YSZ kernels coated with ZrC layers have been corroded during the deposition of the ZrC layer, whereas the Zr-rich grains were hardly affected.