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MOX燃料ペレットの微細組織の非均質性を考慮した核分裂生成ガス放出モデルの検討

Preliminary study of fission gas release model for MOX fuels with treatment of heterogeneous microstructure

田崎 雄大 ; 宇田川 豊  ; 天谷 政樹  

Tasaki, Yudai; Udagawa, Yutaka; Amaya, Masaki

混合酸化物(MOX)燃料ペレットはUO$$_{2}$$粉末とPuO$$_{2}$$粉末を混合して製造するため、製造方法によってはその微細組織の結晶粒径やPu含有率が非均質になる。この微細組織の非均質性は、ペレット内の局所的なFPガスの生成量及び移行や放出の違いに繋がると考えられるが、原子力機構の燃料挙動解析コードFEMAXI-8では、ペレットを均質なものと仮定してモデリングしており、ペレットからのFPガス放出に対する微細組織の非均質性の効果を定量的に評価できていなかった。そこで本研究では、非均質な燃料組織の内、高Pu含有領域(所謂Puスポット)と中間相のそれぞれについて、独立にFPガス移行・放出挙動を取り扱い可能なモデルを開発した。開発モデルを用い、非均質性に違いのある2種のMOX燃料の照射試験(IFA-626)の解析を行ったところ、高Pu含有領域で粒内・粒界のFPガス移行が促進された。結果として非均質性が大きい方のMOX燃料でFPガス放出率が増大し、2種のMOX燃料の解析値の大小関係が実測値に一致した。以上より、非均質性を有する燃料一般の挙動予測性能が開発モデルにより改善する可能性が示唆された。

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