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報告書

ウラン濃縮研究棟火災事故技術調査報告; 試料分析と外容器加圧試験・解析

火災事故技術調査ワーキンググループ

JAERI-Tech 98-014, 106 Pages, 1998/05

平成9年11月20日に東海研究所ウラン濃縮研究棟で発生した火災事故の原因を究明するために、火災事故現場からウラン屑と飛散物を採取、分析した。また、抜け飛んだ外容器の蓋の詳細な観察を行うとともに、外容器の加圧試験及び外容器蓋の変形解析を行った。これらの分析、解析から、(1)ウラン屑は、組成は粒度に依存したが、主に金属ウラン、ウラン炭化物及び酸化物から構成されていること、(2)ウラン屑は、加水分解反応により、可燃性ガスであるメタン及び水素を発生すること、並びに(3)ウラン屑を収納した外容器の蓋は、可燃性ガスの爆発的な燃焼による内圧上昇により抜け飛んだ可能性が高いこと、などを明らかにした。

論文

Performance of ZrC-coated particle fuel in irradiation and postirradiation heating tests

小川徹; 福田幸朔; 鹿志村悟; 飛田勉; 小林紀昭; 角重雄; 宮西秀至; 高橋五志生; 菊池輝男

Journal of the American Ceramic Society, 75(11), p.2985 - 2990, 1992/11

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1992.tb04375.x

被引用回数：41 パーセンタイル：84.71(Materials Science, Ceramics)

ZrC被覆UO $_{2}$ 粒子は有望な高温ガス炉用燃料である。熱分解炭素とZrCとによって多層被覆を施した粒子燃料を最高約4%FIMAまで照射した。高速中性子照射量は210 $^{25}$ /m $^{2}$ を越えた。寿命末期の核分裂生成物放出量は極く僅かであって、黒鉛マトリックスのU汚染で説明できた。照射後の破損率は実質的に0であった。最高2400 $^{circ}$ Cまでの照射後加熱試験では、同温度で約6000秒保持してようやく破損が発生した。

論文

Measurement of vaccuum occluded gases released from uranium-plutonium mixed carbide and uranium carbide fuels

岩井孝; 高橋一郎; 半田宗男

Journal of Nuclear Science and Technology, 25(5), p.456 - 463, 1988/05

https://doi.org/10.3327/jnst.25.456

被引用回数：4 パーセンタイル：46.77(Nuclear Science & Technology)

新設計のプルトニウム粒子除去用円筒フィルターを備えた、放出ガス測定装置を用いて、ウラン・プルトニウム混合炭化物およびウラン炭化物燃料の放出ガスを1473、1673,1873Kで測定した。保管中、燃料表面に吸着した水分は、1473Kでほとんど反応し、H $_{2}$ とCOを生じた。さらに高温では炭化物中に固溶した酸素が、その固溶体と平衡するCO圧に応じてCOを放出することが判った。また、平衡CO圧は超化学量論組成の燃料が、化学量論組成より高いことを明らかにした。これらの放出ガスは、燃料ピンの健全性の点から考えると、量的には少なく内圧の上昇には大きな寄与をしないが、ガス相を介したFCCIに影響を与えるかもしれない。

報告書

燃焼度模擬混合炭化物の炭素熱還元法による調製とその性質

大道敏彦; 鈴木康文; 前多厚; 塩沢憲一; 半田宗男

JAERI-M 84-161, 30 Pages, 1984/09

JAERI-M-84-161.pdf:2.28MB

核分裂生成物元素を含むウラン・プルトニウム混合酸化物を炭素熱還元して、亜化学量論的、ほぼ化学量論的ならびに超化学量論的とし、炭素含量の異なる三種の燃焼度模擬混合炭化物を調整した。これらにはUM $_{0}$ C $_{2}$ 、U $_{2}$ RuC $_{2}$ 型の相およびRE/C $_{1}$ $_{.}$ $_{5}$ ~ $_{2}$ $_{.}$ $_{0}$ (RE:布土類)などの核分裂生成物相が含まれていた。核分裂生成物相およびU $_{2}$ C $_{3}$ 、UC型相の存在比率と密度とから、混合相の理論的密度を求め、想定される照射前との比較により、混合炭化物燃料の周体状核分裂生成物によるスエリング率はat.%燃焼度当り0.4~0.5%であると評価した。

報告書

炭化ウランペレットの調製

鈴木康文; 笹山竜雄; 阿部治郎; 荒井康夫; 前多厚; 渡辺斉

JAERI-M 7601, 36 Pages, 1978/03

JAERI-M-7601.pdf:1.95MB

高純度アルゴンガス雰囲気グローブボックスを用いて酸化ウランおよび黒鉛を出発物質として、炭素熱還元法により炭化ウランペットの調製を行った。これらのグローブボックス内の雰囲気は酸素3ppm、水分5ppmに保持され、炭化ウラン粉末の酸化を防止するために効果的であった。この調製試験では85%T.D.以上の密度をもち、酸素を2000~3000ppm含む単相の単酸化ウランペレットが調製された。科学量論的な単酸化ウランペレットを得るためには、出発物質の酸化ウランと黒鉛の混合比として2.950~2.975が最適であった。また、炭素熱還元反応の雰囲気条件と反応速度との関係について調べたが、真空中よりアルゴンガス中の方が遅かった。燒結においてはペレット密度は粉砕手段および粉砕時間に最も影響を受ける。そのほか、成型圧力、インバータ添加量、および化学組成などの要因がペレット密着に与える効果を調べたが、その効果は限られたものであった。

論文

わが国における核燃料・炉材料分析の進歩; 核燃料・炉材料等分析委員会の活動を中心として

辻村重男

日本原子力学会誌, 17(8), p.398 - 403, 1975/08

https://doi.org/10.3327/jaesj.17.398

わが国の核燃料,炉材料分析の進展を分析関係者の協力活動、特に原研の核燃料・炉材料等分析委員会の動きを中心にして述べた。核燃料ではウラン金属,二酸化ウラン,炭化ウラン、炉材料ではジルコニウム,ジルコニウム合金,ナトリウム,耐熱合金を対象として、分析方法の検討と標準試料の作製が行われた経過を記した。

論文

Transmission electron microscopic studies of twin structure of uranium dicarbide

倉沢利昌; 塩沢憲一; 那須昭一; 菊池武雄; 内田裕二*

Journal of Nuclear Materials, 45(1), p.63 - 66, 1972/01

https://doi.org/10.1016/0022-3115(72)90114-6

被引用回数：2

現在まで一炭化ウランの透過電顕による研究は2,3あるが二炭化ウラン(UC $_{2}$ )単相のものはまだない。UC $_{2}$ は高温相から低温相ヘマルテンサイト変態し双晶が形成される事がX線、光学顕微鏡の組織観察で調べられている。本論文では薄膜で双晶構造を透過電顕で観察および結晶解析を行った。焼鈍した材料では微細な双晶が多くみられその巾は250~1250であった。そして1つおきに同じ方位を持った面である事および1つおきに広い巾のものと狭い巾のものが並んでおりその比は大体3:1であった。AS-Meltの試料では双晶は焼鈍したものに比べ余りはっきりせず転位線が良く見られる傾向があった。試料面が(ITO)面の明視野像および制限視野回折による二炭化ウランの双晶は{112} $_{p}$ $_{c}$ $_{t}$ の双晶面をもっている事がわかった。これは結晶学的考察およびX線の実験結果とあっている。

報告書

ウラン炭窒化物および炭酸化物の磁気・電気的性質

大道敏彦

JAERI-M 4519, 75 Pages, 1971/07

JAERI-M-4519.pdf:2.76MB

ウラン炭窒化物(UC $_{1}$ $_{-}$ $_{X}$ N $_{X}$ )およびウラン炭酸化物(UC $_{1}$ $_{-}$ $_{X}$ O $_{X}$ )の電子構造を明らかにするためにこれらの帯磁率、電気抵抗、熱起電能その他を測定した。UC $_{1}$ $_{-}$ $_{X}$ N $_{X}$ は磁気的に二つの領域の組成に分類できることが可能であって、それぞれにおける磁性、伝導性の機構について、主として7s-5f相互作用にもとずき議論を行い、最終的に定性的なバンドを提案した。またUC $_{1}$ $_{-}$ $_{X}$ O $_{X}$ とUC $_{1}$ $_{-}$ $_{X}$ N $_{X}$ における挙動の差異を指摘し、議論した。