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鈴木 康文; 荒井 康夫; 岩井 孝; 中島 邦久
Proc. of Int. Conf. on Future Nuclear Systems (Global'97), 1, p.522 - 527, 1997/00
高速炉用新型燃料であるウラン・プルトニウム混合炭化物燃料の照射挙動を調べた。SUS316被覆の9本の燃料ピンをJRR-2及びJMTRでキャプセル照射し、線出力42-64kW/mで最高燃焼度は4.7%FIMAに達した。燃料ピンの破損は認められなかった。試験結果からFPガス放出は、燃焼度の他に開気孔率に依存することが確認されたほか、組織再編、FP及びアクチノイドの分布、機械的及び化学的相互作用について知見を得た。
鈴木 康文; 荒井 康夫; 笹山 龍雄; 前多 厚; 岩井 孝; 大道 敏彦; 半田 宗男
日本原子力学会誌, 34(1), p.66 - 74, 1992/01
被引用回数：1 パーセンタイル：17.24(Nuclear Science & Technology)新型FBR燃料として期待されるウラン・プルトニウム混合炭化物燃料の照射挙動を把握し、その健全性を実証するため、JRR-2およびJMTRを用いた照射試験用の燃料ピン9本を製作した。酸化物を炭素熱還元し、さらに焼結を行うことによって、組成の異なる2種類の燃料、(U,Pu)C
および(U,Pu)C
を調製した。これらの炭化物燃料ピンの基本設計、製作手順ならびに確性試験の結果について報告する。製作された燃料ピンのうち、8本については、燃料破損を起こすことなく、42から64kW/mの線出力で照射が完了し、最高で約5at%の燃焼度を達成している。残りの1本の燃料ピンについては、熱安定型ペレットが装荷されており、JMTRで照射継続中である。
鈴木 康文; 前多 厚; 岩井 孝; 金澤 浩之; 三村 英明; 荒井 康夫
JAERI-M 91-192, 25 Pages, 1991/11
高速炉用新型燃料として期待されるウラン・プルトニウム混合炭化物燃料中のプルトニウムおよび核分裂生成物の燃料内挙動を主にX線微小分析によって調べた。試験対象には、JMTRで約3%FIMAまで照射した燃料を用いた。ウランおよびプルトニウムの他にキセノン、パラジウム、ジルコニウム、セリウム等の核分裂生成物が同定された。ミニ炭化物の析出に起因する微細なプルトニウムの偏析が見られたほか、燃料ペレット周辺部で燃焼に伴うプルトニウム濃度の低下が認められた。キセノンについては、燃料周辺部で生成したキセノンのほとんどが燃料内に拘束されているのに対して、中心部では有意量がプレナム部へ放出されていることを示す試験結果を得た。ネオジム等の多くの固体状核分裂生成物の分布については、燃料内の燃焼度分布に応じたプロフィルが観察された。
大道 敏彦; 野村 末雄; 前多 厚
Journal of Nuclear Science and Technology, 22(4), p.329 - 330, 1985/00
被引用回数：3 パーセンタイル：53.49(Nuclear Science & Technology)PuO
の炭素熱還元過程中のAmの蒸発を質量分析的に研究した。Amは反応の一過程でPuに比して優先的な蒸発を示すことを見い出した。CとPuOの混合比が1.5:1の試料を1400
C,5時間加熱して、PuOに最初含まれていたAmが90%除去される例を示した。反応の中間生成物としてのAmO
あるいはAmCの存在が、Amの優先的な蒸発の原因となるであろうと推定した。
笹山 龍雄; 鈴木 康文; 渡辺 斉; 半田 宗男
JAERI-M 83-136, 26 Pages, 1983/09
ウラン・プルトニウム混合炭化物燃料の照射試験に必要な燃料ピン製作設備を新設した。この設備は、センタレス・グラインダ、燃料ペレットの充填装置、端栓の圧入装置、TIG溶接機、燃料ピンの除染装置などから構成される。プルトニウムによる汚染から作業者を防護するためにほとんどの装置はグローブボックス内に格納した。この設備によって最大15mm径、600mm長の燃料ピンを製作することが可能である。本報告書では炭化物燃料ピン製作設備の設計、製作、ならびにその性能について述べる。
(M=Fe.Co,Ni)鈴木 康文; 荒井 康夫; 大道 敏彦; 笹山 龍雄
Journal of Nuclear Materials, 115, p.187 - 191, 1983/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Materials Science, Multidisciplinary)三元系化合物PuFeC,PuCoC,およびPuNiCの熱化学的性質をクヌーセンセルを使って質量分析法により1420Kから1920Kの温度範囲で調べた。これらの三つの化合物ではそれぞれ1650,1610,および1670Kで包晶反応がおきることが示唆された。Fe,Co,Niの蒸気圧がPuの蒸気圧よりもはるかに高かったので、転移温度以下ではこれらの蒸発プロセスは不均一蒸発である。PuFeC,PuCoC,およびPuNiCの生成エネルギーを蒸気圧データから求めた。
鈴木 康文; 荒井 康夫; 笹山 龍雄
Journal of Nuclear Science and Technology, 20(7), p.603 - 610, 1983/00
被引用回数：4 パーセンタイル：50.97(Nuclear Science & Technology)UOとPuOを機械混合したものから炭素熱還元法によって混合一炭化物を調整する場合について、機械混合が還元工程での挙動に与える効果を調べた。この過程ではPuOがUOに固溶しないで三二炭化物に還元されることを確認した。また、中間生成物中では粉末状試料よりも圧粉体試料の方に三二炭化物が大量に生成することを見い出した。圧粉体化した試料を1,665-1,970Kの温度範囲で還元した場合、反応は圧粉体の表面から中心に向って進行した。律速段階は生成物層と未反応の中心部との界面での反応であると考えられる。この還元に対して375
20
J/molの活性化エネルギーを得た。蒸発によって生ずるプルトニウム損失は試料を圧粉体化することによって十分に抑制することができた。
半田 宗男; 高橋 一郎; 渡辺 斉
JAERI-M 82-042, 14 Pages, 1982/05
(U.Pu)Cの予備試験として、UCペレットからの高温放出ガスを高温実験装置により定量し、同装置が所定の性能を有していることを確認した。本装置のガス抽出ラインの途中には、Puを包蔵するための新機構ガスライン・フィルタを設置した。このフィルタは、加熱脱ガス処理をして空試験値を十分小さく抑えることができ、かつ、その性能が保持される。種々な雰囲気中に露出したUCペレットからの高温放出ガス量は、大気中に168時間放置した場合で約20
l/g、アルゴンガス中(HO≒50、O≒10ppm)3時間では、約10l/gであり、UCの化学的安定性から予想された値よりも、はるかに小さかった。高温放出ガスの主成分は、水素(75~80%)、一酸化炭素(12~20%)およびメタン(最大で5.5%)であった。これらの結果から、(U.Pu)C燃料ピン製作グローブボックスの雰囲気は、ワンススルー方式によるアルゴンガスで良いことを明らかにした。
鈴木 康文; 笹山 龍雄; 荒井 康夫; 渡辺 斉
JAERI-M 9943, 27 Pages, 1982/02
粒度の異った各種の炭化物粉末を用いてウラン・プルトニウム混合炭化物の焼結速度を調べた。この試験では、ほぼ単相の炭化物ペレットを製造し、その焼結密度と焼結時間、収縮率と焼結時間との関係などについて知見を得た。また、ペレット中心部と周辺部では結晶粒の大きさや気孔率が異なることを見出した。さらに、照射試験用の炭化物ペレットの試作を行い、炭素含有量の異なる二種類のペレットを製造した。この試作においてミニ炭化物が析出すると焼結が促進されると共に粒成長の妨げられることが観察された。
鈴木 康文; 荒井 康夫; 笹山 龍雄; 渡辺 斉
Journal of Nuclear Materials, 101, p.200 - 206, 1981/00
被引用回数：12 パーセンタイル：79.98(Materials Science, Multidisciplinary)真空中あるいはヘリウムガス気流中において炭素熱還元法により二酸化プルトニウムをミニ炭化物とし、還元機構やミニ炭化物の生成速度について調べた。真空における還元の結果から約1700°kでは三つの酸化物,fccPuO
,bccPuO
,六方晶PuOが中間生成物として存在すると推論された。ヘリウムガス気流中での還元反応で生成するCOガスの量は赤外分光を用いて定量され、六方晶のミニ酸化物からプルトニウムミニ炭化物が生成する速度が求められた。還元反応は粉末試料については表面反応が律速であり、成形した試料では生成物層におけるCOガスの拡散が律速であることが見い出された。活性化エネルギーとしてはそれぞれ375および385kJ/molと評価された。
鈴木 康文; 笹山 龍雄; 荒井 康夫; 渡辺 斉
Journal of Nuclear Science and Technology, 18(1), p.61 - 70, 1981/00
被引用回数：17 パーセンタイル：86.37(Nuclear Science & Technology)高純度アルゴンガス雰囲気グローブボックスで90%T.D.以上の密度を持ち、ほぼ化学量論組成のウラン・プルトニウム混合炭化物ペレットを製造した。炭化物粉末は機械混合酸化物を1510C、2
10
Pa.で炭素熱還元して作られた。この条件は高真空で酸化物を還元するとプルトニウム損失が増加するという結果から選択された。ペレットは焼結の最適条件を決めるために粉砕時間、成型時間、焼結温度、および焼結時間を変数としてアルゴンガス気流中、1540Cから1750Cで焼結された。機械混合-炭素熱還元-焼結法でウラン・プルトニウム混合炭化物ペレットを作るための最適条件が確立された。また、ニッケルが高密度ペレットの製造のためのよい焼結補助剤であることが確認された。しかし、ニッケル添加によってペレットの組成は超化学量論性に変化し、ミニ炭化物が特にペレット表面に析出した。
福島 奨; 阿部 治郎; 高橋 一郎; 前多 厚; 渡辺 斉
JAERI-M 7528, 52 Pages, 1978/02
U-Pu混合炭化物系燃料物質の酸素、窒素、炭素分析用試料を取扱うためのアルゴンガス雰囲気グローブボックスを設計、製作した。本装置ではPuを安全に取扱うことに加えて、分析試料を酸素、水分による組成変化なく取扱うために高純度アルゴンガス雰囲気を保持することに重点を置いて設計した。グローブボックスの酸素、水分漏洩率はそれぞれ6.110
,3.110atm.CC/secであった。これら不純物漏洩は主としてハイパロン製グローブ4双からの透過に起因するものであった。グローブボックス雰囲気ガスの純度は酸素、水分ともに1ppm以下を保持することができた。このボックス内に5時間露出した炭化ウラン粉末では、炭素含有量が7.510
wt%減少し、酸素含有量は1.010
wt%増大した。この程度の組成変化は分析精度からみれば無視できる。
福島 奨; 笹山 龍雄; 鈴木 康文; 渡辺 斉
JAERI-M 5599, 43 Pages, 1974/03
U-Pu混合炭化物系燃料を取扱う不活性ガス雰囲気グローブボックスを設計し製作した。本装置はグローブポート4双と耐真空型エアーロックを備えたステンレス鋼製ボックスのほか、ガス循環精製系、酸素および水分測定系、自動圧力制御系および安全警報系から構成されている。本装置は装置外へのPu漏洩を防止するため常時負圧で運転される。雰囲気ガスの純度はグローブボックスのリーク率および精製能力に依存するので、本装置の設計条件としてはボックスのリーク率を1lusec以下に抑え、また酸素、水分の除去剤としてニッケル触媒床とモレキュラシーブ床の組合わせを用いた。その結果、ボックスの換気回数が20回/hrのとき雰囲気ガス中の酸素、水分濃度はともに1ppm以下に保持することができた。常時グローブ作業においてグローブボックス内圧は-3020mmAqの範囲内に制御された。
