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牧野 崇義; 沖田 高敏; 加藤 明文*; 鈴木 雄一郎*; 皆川 進; 鹿志村 元明
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簡素化ペレット法(ショートプロセス)は、溶液段階でPu富化度調製したMOX粉末を直接成型・焼結するプロセスであり、実用化戦略調査研究フェーズ2の評価で主概念に選定された。本報告では、流動性を改良したMOX粉末を用いたダイ潤滑方式でのペレット成型・焼結試験を行ったので、粉末特性とペレット焼結密度の関係,流動性改良粉末の燃料製造への適合性について報告する。
須藤 勝夫; 牧野 崇義; 加藤 明文*; 沖田 高敏; 鈴木 政浩; 鹿志村 元明; 木原 義之; 芳賀 哲也
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粉末を圧縮成型する際、潤滑剤が不均一で粉末と成型ダイ壁面との摩擦抵抗が大きい場合、粉末に伝わる圧縮荷重が不均一となり、成型体の欠け、割れ、密度不均一、機械的強度低下の原因となる。これまでの基礎試験結果より、ダイ潤滑成型で安定した品質の成型体を得るための潤滑剤の塗布方式は、ダイ下方より噴霧し、ダイ内の余剰潤滑剤はダイ上方より吸引する構造とし、その際の塗布流速及び吸引流速の範囲を設定した。また、粉末流動性の違いにより、ダイ内に充填される粉末量にばらつきが発生する。そこで、粉末充填量のばらつきによる成型体品質への影響を低減するため、一定量の粉末を充填する定量充填機構を設ける構造とした。さらに、ダイセット部のみをグローブボックス内に設置し、動力部はグローブボックス外に設置する構造とし、メンテナンス性の向上を図っている。
武内 健太郎; 沖田 高敏; 関 正之; 高野 龍雄; 加藤 明文*; 鹿志村 元明
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高速炉サイクルの研究開発ではAm等のマイナーアクチナイド(MA)を数%含有するMOX燃料についての検討が進められている。そこで、MAを含有した高速炉用MOX燃料の熱的性能を確認するため、高速実験炉「常陽」においてAm含有MOX燃料の高線出力での照射試験を実施した。本報告では、照射試験に供した「もんじゅ」仕様を模擬した低密度のMOXペレットの製造及び燃料要素の加工に関して報告する。燃料ペレット製造では、Am含有率の高いPuO
粉末及び濃縮UO粉末を原料粉末とし、均一化混合,ポアフォーマ(密度降下剤)及びバインダの添加混合,造粒,ルブリカントの添加混合,成型,予備焼結及び焼結を行い、燃料ペレットを得た。試験パラメータである燃料ペレットのO/M比及びペレット/被覆管ギャップ幅は、雰囲気制御下での熱処理及び外周研削により、それぞれの試験パラメータの目標値となるように調整した。燃料要素加工では、燃料ペレット及び各部材をSUS316相当ステンレス鋼製被覆管に充填し、タグガス雰囲気を模擬するためにKrを9%混合したHeガス雰囲気中(1気圧)で端栓を溶接して燃料要素を得た。
須藤 勝夫; 沖田 高敏; 武内 健太郎; 高野 龍雄; 加藤 明文*; 芳賀 哲也; 山田 美一; 木原 義之
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FaCTプロジェクトにおいて、簡素化ペレット法によるMOX燃料製造技術として、ダイ潤滑成型技術開発を進めている。これまでに、潤滑剤の選定,潤滑手法,ダイ潤滑成型試験及びダイ潤滑を模擬したMOX試験等を実施し、これらの技術成果をもとにダイ潤滑試験装置の設計,製作を実施した。本報告では、小規模のMOX試験用に整備したダイ潤滑成型装置のコールド試験結果について報告する。評価項目は、金型壁面への潤滑剤の塗布状況,下パンチに取り付けたロードセルによる成型体抜き出し荷重,潤滑剤切り出し精度,ペレットへの潤滑剤移行量及び成型速度である。試験の結果、潤滑剤が金型壁面全体に均一に塗布されており、成型体抜き出し荷重も現行の成型法と同等であり、潤滑剤切り出し精度も良好であった。また、成型速度については将来のMOX燃料製造プラントの設計に求められる成型速度である7.5サイクル/分・パンチを満足することができた。