Thermal conductivity measurement of high Am bearing mixed oxide fuel

高Am含有酸化物燃料の熱伝導率測定

横山 佳祐 ; 渡部 雅  ; 加藤 正人   ; 所 大志郎*

Yokoyama, Keisuke; Watanabe, Masashi; Kato, Masato; Tokoro, Daishiro*

高レベル放射性廃棄物の減容化の一環として、マイナーアクチニドを含んだ酸化物燃料が高速炉における選択の一つである。しかし、マイナーアクチニドの一つであるAmを含んだ酸化物燃料の熱伝導率は3%Am含有までしか報告されていない。本研究では、Am含有の影響を明らかにすることを目的に、さらに高いAmを含有した酸化物燃料の熱伝導率を調査した。Amが約10%含有したペレットを用意し、O/M=2.00の条件でレーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定した。試料の熱拡散率,比熱容量,密度より熱伝導率を求め、Am含有MOXの熱伝導率のAm含有率依存性及び温度依存性について評価した。評価の結果、Amの含有により熱伝導率が低下することが明らかとなった。10%Amを含有した酸化物燃料は過去に報告されている低Am含有の酸化物燃料の結果から予測される挙動と同様の挙動を示していることを明らかとした。

In current nuclear fuel cycle systems, to reduce the amount of high-level radioactive waste, minor actinides (MAs) bearing MOX fuel is one option for burning MAs using fast reactor. However, the effects of Am content in fuel on thermal conductivity are unclear because there are no experimental data on thermal conductivity of high Am bearing MOX fuel. In this work, the thermal conductivity of high Am-bearing MOX fuel samples was measured. In this study, MOX fuel samples containing 10 at% Am were prepared. The oxygen to metal ratio (O/M ratio) of sintered pellet was adjusted to 2.00. Thermal diffusivity was measured from R.T. to 1473 K by the laser flash method. Thermal conductivity was calculated from thermal diffusivity, heat capacity and the density of fuel samples. The measured thermal conductivity values decreased with the increase of Am content. Those for 10 at% Am bearing MOX fuel agreed well with the classical phonon transport model, and the effects of bearing 10 at% Am on MOX fuel samples were in good agreement with those predicted from previous experimental study results.