Pu燃焼高温ガス炉のための模擬燃料核の微細構造観察

Microstructural observation of simulated fuel kernels for Pu-burner high temperature gas-cooled reactor in Japan

相原 純 ; 植田 祥平   ; 本田 真樹*; 笠原 清司  ; 岡本 孝司*

Aihara, Jun; Ueta, Shohei; Honda, Masaki*; Kasahara, Seiji; Okamoto, Koji*

Pu燃焼高温ガス炉とは、再処理Puの量を安全に減らすための高温ガス炉である。Pu燃焼高温ガス炉では、PuO-イットリア安定化ジルコニア(PuO-YSZ)の微小球にZrC層を被覆し、更にSiC-TRISO被覆を施した核拡散抵抗性の高い被覆燃料粒子(CFP)を用いる計画である。ZrC層の役割は酸素ゲッターである。平成26-29年に行われたPu燃焼高温ガス炉研究プロジェクトでは、Puの模擬物質としてCeを用いて模擬CFPが製造され、更に、この模擬CFPがHTTR燃料と同様に黒鉛母材で焼き固められ模擬燃料コンパクトが製造された。本報告では、模擬燃料コンパクト製造までの各段階におけるCeO-YSZ核及びZrC層の微細構造観察の結果を報告する。

Concept of Pu-burner high temperature gas-cooled reactor (HTGR) was proposed for the purpose of more safely reducing amount of recovered Pu. In Pu-burner HTGR concept, coated fuel particle (CFP), with ZrC coated yttria stabilized zirconia (YSZ) containing PuO (PuO-YSZ) small particle and with tri-structural isotropic (TRISO) coating, is employed for very high burn-up and high nuclear proliferation resistance. ZrC layer is oxygen getter. In research project of Pu-burner HTGR carried out from fiscal year of 2014 to fiscal year of 2017, simulated CFPs were fabricated using Ce to simulate Pu. Moreover, simulated fuel compacts were fabricated using fabricated simulated CFPs. In this report, results of microstructural observation of CeO-YSZ and ZrC layer at each fabrication step are reported.