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口頭

MOX燃料物性試験に供する均質な模擬FP(Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$/Sm$$_{2}$$O$$_{3}$$/Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$/ZrO$$_{2}$$)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。

口頭

Measurement and modelling of properties of (U,Pu)O $$_{2}$$ doped with simulated FP elements

廣岡 瞬; 堀井 雄太; Vauchy, R.; 林崎 康平; 大和田 英明*; 古澤 尚也*; 山田 忠久*; 砂押 剛雄*; 宇野 弘樹*; 永沼 正行; et al.

no journal, , 

Studies on modelling fuel properties as a function of burn-up are limited to thermal conductivity and still rely on the experimental data reported in the 1970s using simulated irradiated fuels doped with fission-product (FP) elements. The use of simulated irradiated fuels rather than real irradiated fuels is an efficient approach to studying the intrinsic effect of FP on the fuel properties because the other factors such as microstructural evolution and accumulation of radiation damage during irradiation also have significant influences on the properties. In this study, we fabricated simulated MOX pellets by adding soluble FP elements (Nd, Sm, Zr, Ce, Gd, La) and measured thermo-physical properties. The results of property measurement such as thermal conductivity will be presented as an ongoing project together with literature data for comparison. Also, property changes with increasing burn-up are analyzed based on the FP yields calculated by ORIGEN2.

口頭

マイクロ波加熱脱硝粉末及び乾式回収MOX粉末の焼結挙動

廣岡 瞬; 林崎 康平; 大和田 英明*; 砂押 剛雄*; 田村 哲也*; 齋藤 浩介

no journal, , 

マイクロ波加熱脱硝MOX粉末は平均粒径がサブミクロンと微粉であるのに対して、乾式回収MOX粉末は、粒度の調整条件によっては10$$mu$$m以上の粒子を多く含む粗い粉末となる。これらの粉末について、熱膨張計及び熱量計(DSC)による焼結試験、並びにペレットの破断面のSEM観察を行い、緻密化の挙動を比較評価した。いずれの粉末においても、DSCで得られるピークは収縮が始まる温度(MH粉:900$$sim$$1000$$^{circ}$$C、乾回粉:1400$$sim$$1500$$^{circ}$$C)より低い温度で確認された。これは、初期段階の収縮を伴わないネック成長に関連すると考えられる。また、このピークは微粉のMH粉で顕著であった。SEM像では、いずれの粉末においても1300$$^{circ}$$C付近から粉末形状の変化が確認された。1600$$^{circ}$$Cでは明確なネッキングや粒成長の様子が見られ、乾回粉では大きな隙間が生じている様子も確認された。これは成型体における粗大な粒子同士の接触性の低さのためであり、低密度化の原因になっていると考えられる。

口頭

Manufacturing and property measurements of homogeneous simulated FP (Nd/Sm/Gd/Zr)-doped MOX

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Sm$$_{2}$$O$$_{3}$$、Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$、ZrO$$_{2}$$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、Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$、Sm$$_{2}$$O$$_{3}$$、Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$を含むMOXも作製した。

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