Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
岩佐 龍磨; 有馬 立身*
JAEA-Technology 2021-036, 23 Pages, 2022/03
JAEA-Technology-2021-036.pdf:1.35MB
加速器駆動システムによる核変換用のマイナーアクチノイド(MA)含有窒化物燃料について、炉心異常事象時のふるまい解析や安全性の検討のために、その熱分解温度や融点を把握しておくことは非常に重要である。本報告書では、少量試料でごく短時間での測定が期待できる手法として、レーザーを利用した融点測定システムを構築し、実証試験を行った。窒化物燃料の熱分解温度に近い3000K付近の温度領域について、高融点金属試料を用いて温度評価を行い、システムの技術的成立性を評価した後、実際に窒化物試料の融点を測定した。
岩佐 龍磨; 高野 公秀
JAEA-Technology 2020-024, 29 Pages, 2021/03
JAEA-Technology-2020-024.pdf:2.33MB
高レベル放射性廃棄物の減容・有害度低減のために、発電炉使用済燃料中に含まれるマイナーアクチノイド(MA)を分離回収し、核変換用燃料に添加して燃焼させる核変換の研究開発が進められている。日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、加速器駆動システムによる核変換用の燃料として、MAを高濃度に含有させた窒化物燃料を研究している。窒化物燃料製造に天然の窒素を用いた場合、
Nの(n,p)反応によって燃料中にCが蓄積するので、これを避けるために
Nを高濃度に同位体濃縮した特殊な窒素ガスを用いる必要がある。この窒素ガスは高価なため、実燃料製造では電気炉でのMA酸化物から窒化物への転換時にN
ガス中に生成する一酸化炭素(CO)を除去し、再び電気炉へ供給する窒素循環精製システムの利用が経済性向上の観点から必須となる。本報告書では、まずCO除去ユニットと窒素循環・自動供給ユニットからなる窒素循環精製システムの性能要件を検討した上で、実験室規模の実証試験用試作機の設計を行った後にこれを製作し、全体の性能を評価した。その結果、各ユニットは性能要件を十分に満たしており、今回実証したシステム概念が水素自動添加等の機能を追加することで実燃料の製造に適用可能であることを確認した。
岩佐 龍磨
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の減容化・有害度低減のために、ADS (accelerator driven system)によるマイナーアクチノイド(MA)の核変換が検討されている。この際MAを添加して用いる燃料としては窒化物燃料が考えられており、MA添加窒化物燃料の詳細な基礎物性データの取得が必要である。燃料の重要な物性値の一つとして融点が挙げられるが、窒化物燃料は高融点であることから通常の方法では測定が困難である。そこで本研究では、非接触かつ、試料が容器と反応することのない無容器での測定が可能な、レーザーによる局所加熱と放射率測定を組み合わせた融点測定手法に着目した。放射率については、装置の拡張性の観点から、分光器を用いた測定システムを構築して測定に用いた。測定試料には、窒化物燃料の不活性母材となるZrN及び、MAの模擬物質であるErNを固溶させた(Er,Zr)Nを使用した。耐圧セル中で窒素分圧を上げ、連続レーザーによる予備加熱を行った結果、それぞれの試料について加熱時の酸化反応や熱衝撃による破断を抑えて温度変化を測定することが可能となった。分光器による測定では、試料からの放射スペクトルを取得し、分光放射輝度を導出することが可能となった。
岩佐 龍磨; 高野 公秀
no journal, ,
MA含有窒化物燃料製造に共通の課題として、ゾルゲル法の適用とN濃縮窒素ガスの経済的利用に関して研究開発を行った。外部ゲル化法で作製した希土類酸化物と炭素の混合粒子を炭素熱還元により窒化した結果、高純度な窒化物粒子が調製され、窒化反応効率が高いというゾルゲル法適用の利点の一つを実証した。窒化反応中に発生するCOを除去した上で、消費した窒素ガスを自動で供給可能な窒素循環精製システムの試作機を設計・製作し、その性能を評価した。結果、実用化に十分耐える性能を持つことが示され、今後付加すべき機能とその原理についても検討した。
岩佐 龍磨; 高野 公秀
no journal, ,
核変換用MA含有窒化物燃料について、炉心異常時のふるまい解析や安全性の検討のため、熱分解温度や融点を把握しておくことが重要である。ごく短時間で少量試料の測定が期待できる融点測定手法として、レーザー局所加熱を利用した融点測定システムを構築し、実証試験を行った。高融点金属の熱放射を参考にすることで、窒化物の融点である3000K以上の温度領域での測定を可能とした。模擬窒化物燃料試料の測定においては、Er含有量の増加に伴い液相生成温度が低下する傾向が確認できた。