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廣岡 瞬; 堀井 雄太; 砂押 剛雄*; 宇野 弘樹*; 山田 忠久*; Vauchy, R.; 林崎 康平; 中道 晋哉; 村上 龍敏; 加藤 正人
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(11), p.1313 - 1323, 2023/11
被引用回数：3 パーセンタイル：95.99(Nuclear Science & Technology)収率が高く燃料に固溶するFP(模擬FP)としてNd
O
及びSmOを添加したMOXの焼結試験を行い、焼結後の微細組織を評価した。熱膨張計を用いて取得した焼結中の収縮曲線から、模擬FP含有MOXは通常のMOXよりも高温で焼結が進むことが分かった。焼結後の密度評価及び金相組織の観察から、模擬FP含有MOXは通常のMOXよりも粒成長と高密度化が進むことが分かった。これは、添加元素の影響を受けて一部のUが4価から5価に変化し、拡散速度が大きくなったことが原因と考えられる。また、XRDの結果から焼結後の試料は均質に固溶した結晶構造が示されたが、EPMAによる元素マッピングの結果からは模擬FPの濃度が一様でなく、完全には均質に分布していない微細組織が示された。不均質に分布したNdO含有MOXを微粉砕し、再焼結を行う過程を繰り返すことで、均質性が向上し、密度も十分に高い模擬FP含有MOXペレットを作製することができた。
林崎 康平; 尾見 昂洋; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典; 佐藤根 大士*; 鈴木 道隆*
no journal, ,
グローブボックスにおける核燃料物質の滞留や外部被ばく線量の低減等を目的とし、グローブボックス構成材への表面微細加工による粉末付着防止技術開発を進めている。本研究では、グローブボックス構成材であるステンレス鋼の試験片に対して表面微細加工を施し、付着力および粉末付着防止効果に係る測定・評価を実施した。未加工のステンレス鋼試験片と、その表面に微細加工を施した表面粗さの異なる複数の試験片を使用し、原子間力顕微鏡による表面粗さ測定および付着力測定試験を実施した結果、表面粗さが増加するに従い平均付着力は低下する傾向を示した。本研究により、ステンレス鋼に対して表面微細加工を施すことにより、一定の粉末付着防止効果が得られることが分かった。
高藤 清人; 仁科 匡弘; 土持 亮太; 林崎 康平; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典; 牧野 崇義; 奥村 和之
no journal, ,
高速炉燃料製造における簡素化ペレット法燃料製造技術の実用化を目的とし、要素技術の研究開発を進めている。本報告では、シリーズ発表の2番目として、転動造粒粉末を用いたダイ潤滑成型技術開発における造粒粉末の状態が金型への充填性及びペレットの成型性に与える影響について報告する。
林崎 康平; 廣岡 瞬; 砂押 剛雄*; 中道 晋哉; 村上 龍敏
no journal, ,
乾式回収MOX粉末は仕様から外れた焼結体を粉砕したものであり、一度焼結を経験している粉末であるため、原料粉末と比べて収縮しづらいことや、焼結前から固溶体を形成している特徴がある。今回、様々な乾式回収MOX粉末の焼結試験を行い、粒度分布と焼結挙動の関係を評価した。平均粒径が小さい粉末ほど収縮率が大きく、昇温速度が小さいほど焼結密度が大きくなる結果が得られた。また、収縮曲線を用いてマスターシンタリングカーブを作成し、各粉末の見かけの活性化エネルギーを評価した。
林崎 康平; 廣岡 瞬; 砂押 剛雄*; 宇野 弘樹*; 中道 晋哉; 村上 龍敏
no journal, ,
MOX燃料製では、規格外ペレット等を粉砕して乾式回収粉末として再利用する。乾式回収粉末は通常、原料粉末に添加混合して再利用するが、この粉砕条件によって焼結密度が影響を受けることが経験的に知られている。乾式回収粉末の粒度分布は焼結密度やその他の焼結挙動に影響する。これらの特性を利用し、乾式回収粉末の粒度分布を調整することで、焼結密度を制御することが期待されている。本研究では、熱膨張計を用いて4つの異なる乾式回収粉末の焼結挙動を調査した。各粉末に0.5wt%のステアリン酸亜鉛を添加、成型し、熱膨張計を用いて1700
Cまで昇温し、温度保持なしで冷却した。その後、1650Cで3時間保持して焼結密度を測定した。焼結雰囲気の酸素分圧は、Ar-5%H2ガスに水分を加湿し、低温から1700Cにわたって試料のO/M比が2となるよう調整した。各粉末の平均粒径はそれぞれ2.04
m, 3.19m, 3.87m, 4.56mであり、焼結密度は、最も細かい粉末から最も粗い粉末にかけてそれぞれ93.6%T.D., 87.1%T.D., 93.3%T.D., 90.0%T.D.であった。最も細かい粉末と3番目に細かい粉末は高い焼結密度となった一方、ほかの二つの粉末の焼結密度は比較的低く、90.0%T.D.以下であった。これらの粉末の焼結密度が低くなった原因として、割合は小さいが22
28mといった大きな粒子が含まれているためであると考えられた。
堀井 雄太; 廣岡 瞬; Vauchy, R.; 林崎 康平; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*; 砂押 剛雄*; 大和田 英明*; 山田 忠久*; 村上 龍敏
no journal, ,
核分裂生成物(FP: Fission Product)は、照射された燃料中に生成・蓄積し、燃料の熱物性に影響を与える。照射挙動のシミュレーションの精度を高めるため、FPを含む燃料の物性に関する研究が必要である。しかし、照射燃料の取り扱いの困難さから、照射燃料特性、特にMOX燃料に関する報告は世界的に少ない。また、照射済燃料には数多くのFPが含まれているため、個々のFPの影響を評価することができない。そのため、燃料特性に及ぼすFPの影響を簡便に評価できる手法を提案する必要がある。本研究では、模擬燃焼燃料として模擬FPを添加した試料を作製し、その燃料物性を測定した。評価に当たっては、ウランやプルトニウムと同様に試料中のFPの均質性が重要である。均質な試料を得るために焼結ペレットの粉砕と再焼結の工程を繰り返し、焼結するごとにEPMAとXRDにより均質性を確認した。一連の工程を3回繰り返すことで、測定に適した均質性の高い試料を作製した。模擬FPとしては、照射後のMOX燃料中で主要な固溶性FPであるSmO、GdO、ZrOを使用し、個々のFPが熱伝導率や熱膨張率などの物性に及ぼす影響を評価した。また、複数のランタノイドを含有する際の影響も評価し、比較するため、NdO、SmO、GdOを含むMOXも作製した。
O/SmO/GdO/ZrO)含有MOXの作製堀井 雄太; 廣岡 瞬; Vauchy, R.; 林崎 康平; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*; 砂押 剛雄*; 大和田 英明*; 山田 忠久*; 村上 龍敏
no journal, ,
MOX燃料の照射により燃料中に生成・蓄積する核分裂生成物(FP: Fission Product)は、MOXの燃料物性に影響を与える。これまで、未照射のMOX燃料物性については数多く報告されているが、FPが蓄積した燃焼燃料に関する報告例は少ない。燃焼燃料の物性評価において、実際に原子炉で照射した燃料は取り扱いが困難であることから、FPとして含まれる元素をMOXに添加した模擬燃焼燃料を研究することが有効な手段である。模擬FPの影響評価にあたっては、模擬FPが均質であることが重要である。本研究では、乾式での試料作製方法として考案した溶融法と粉砕混合法の2つの手法について、模擬FPを含む試料の作製方法としての適性を評価した。
林崎 康平; 廣岡 瞬; 秋山 大輔*; 桐島 陽*; 村上 龍敏
no journal, ,
ジルコノライトは、結晶中にPuを固溶することができ、化学的安定性が高いことから、Puの安定固化体の有力な候補として知られている。これまでPuO(またはCeO)をジルコノライトに固溶する研究は行われているが、MOXを対象とした研究例はない。本研究では、MOXの模擬物質である(U,Ce)Oを対象として、粉末冶金法によるジルコノライトの合成試験を実施し、合成(焼結)時の雰囲気が生成相に及ぼす影響を調査した。Arガス中及び空気中ではU及びCeを固溶したジルコノライトが高い収率で得られたが、Ar/Hガスを用いた還元雰囲気ではジルコノライトのほかにペロブスカイトの収率が高い結果が得られた。
