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川口 浩一; 瀬川 智臣; 山本 和也; 牧野 崇義; 磯 秀敏; 石井 克典
no journal, ,
資源の有効利用とPu在庫低減のために、燃料製造における規格外ペレットのリワークが必要である。乾式回収粉の粒径及び原料粉への添加率を調整することで、密度降下剤無しでペレットの焼結密度をコントロールできる。衝突板式粉砕機の分級ゾーンと粉砕室を分離し、分級と粉砕を段階的に行うことで、粉砕室における粒子の粉砕特性を評価した。分級・粉砕を5サイクルを繰り返す間にピーク粒径が徐々に減少した。望ましい粒径の粒子を主要成分にもつ粉砕粉が得られる粉砕機として衝突板式粉砕機は有望である。
土持 亮太; 加藤 正人; 廣岡 瞬; 松本 卓; White, J.*; McClellan, K.*
no journal, ,
アクチニド酸化物と同様の結晶構造を持つCaFについて、高温X線回折測定, 熱膨張率測定, 音速測定, 示差走査熱量測定を行った。CaFの比熱は、定積比熱, 熱膨張項に加えて、フレンケル欠陥の生成の影響も顕著に表れることが確認された。本報告では、これらの比熱の解析結果を実験データとあわせて報告する。
瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典; 深澤 智典*; 福井 国博*
no journal, ,
使用済み燃料から回収した硝酸プルトニウム・硝酸ウラニル混合溶液をマイクロ波加熱により混合酸化物に転換している。マイクロ波加熱脱硝においては、加熱効率および粉末特性の向上が重要であるため、本研究では、マイクロ波加熱脱硝の高度化を目的とし、マイクロ波加熱により硝酸ウラニル溶液から調製した三酸化ウラン(UO
)粉末の粒子特性に及ぼす断熱材および加熱速度の影響を評価した。断熱剤を使用した場合、断熱材を使用しない場合と比較して、同じマイクロ波出力において加熱速度が顕著に増加することを確認した。また、断熱剤を使用した場合と使用しない場合のいずれの場合においても、加熱速度が増加するにつれてUO粉末の質量中央径は減少した。さらに、すべてのマイクロ波出力において、断熱剤を用いた場合、断熱剤を用いない場合に比べてUO粉末の質量中央径が減少することが明らかになった。本試験の結果、加熱条件を調整することにより、UO粉末の粒子特性を制御可能であることがわかった。
加藤 正人; 渡部 雅
no journal, ,
UOの酸素ポテンシャルは、化学的な相安定性や基礎特性を知るために重要な熱力学データである。これまで多くの研究が行われてきたが、大きなバラツキがあり精度の高い評価ができていない。本研究では、定比組成近傍の酸素ポテンシャルの測定を行い、文献値と合わせて欠陥平衡を評価し、酸素ポテンシャルの関係式を導出した。
granules produced using wet granulator石井 克典; 瀬川 智臣; 川口 浩一
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では簡素化ペレット法MOX燃料製造プロセスの開発を行っている。本プロセスでは、ペレット製造プロセスのためのMOX原料粉末の流動性改良を湿式造粒機で実施しており、造粒工程では含水率が約10%の造粒体が形成される。燃料ペレット製造工程に受け入れる際の含水率の基準を満足するには、乾燥機により含水率1%以下に乾燥させる必要がある。また、ハンドリング時や成型機の充填プロセスにおいて、造粒体が形状を維持するためには、造粒体は十分な圧潰強度を有するよう調整されなければならない。しかしながら、乾燥条件と造粒体の圧潰強度に関する関係は報告されていない。そのため、乾燥機の適切な運転条件を推定するために、加熱条件が含水率や造粒粉の圧潰強度に与える影響を検討した。
山下 真一郎; 白数 訓子; 齋藤 裕明
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)被覆管の燃料挙動を解析するために、軽水炉用の燃料ふるまい解析コードであるFEMAXI-7の拡張版としてFEMAXI-ATFコードの開発を進めている。FEMAXI-ATFコードを用いた解析により、SiC被覆管は照射によって大きなスエリングを示し、それに伴って被覆管の熱伝導度やギャップコンダクタンスの低下が生じ、結果として燃料温度の上昇を招くことが示された。本研究では更に、SiC被覆管の機械的な健全性や燃料-被覆管の機械的相互作用(PCMI)の影響についても評価している。
渡部 雅; 田中 康介; 加藤 正人
no journal, ,
本研究では、低酸素ポテンシャル下での焼結挙動を考察するために、核燃料の模擬材料として広く使用されているCeOの焼結挙動を様々な酸素分圧下で熱機械分析装置を用いて調べた。その結果、空気雰囲気と酸素分圧制御雰囲気ではペレット収縮挙動が大きく異なることがわかった。また、ペレットの収縮はP
/P
比の増加に伴い低温側から開始した。このような関係は、PuOの収縮挙動と類似しており、CeOとPuOの焼結メカニズムは同一であることが示唆された。
森本 恭一; 小笠原 誠洋*
no journal, ,
MOXの比熱は熱伝導率の評価や原子炉の過渡事象及び過酷事故の評価において重要となる熱物性値の一つである。MOXの比熱はNeumann-Kopp則よりUOとPuOの比熱の組成平均から評価されるケースが多いが、PuOの比熱の測定データは少なく、特に高温領域の比熱の温度依存性については現在も議論されている。本試験ではPuOのエンタルピーの測定と比熱の評価を行った。試料はPuO粉末を焼結してO/Mを2.00に調整したものである。この試料についてドロップカロリーメータを用いて980
2160Kの範囲でエンタルピー測定を実施した。また、試料とタングステン製容器の反応を抑制するために測定ではレニウム製内容器を使用した。エンタルピーは温度に対し1900K辺りまでは一定の割合で上昇し、これ以上ではその上昇割合が大きくなった。これは比熱が1900K以上では上昇することを示す。
米田 安宏
no journal, ,
放射光高エネルギーX線回折実験を用いて得られた強誘電体のナノスケールレベルの構造解析について紹介する。特に、リラクサー強誘電体と強誘電体ナノ結晶を例に並進対称性の失われた結晶物質の構造を2体相関分布関数を用いて局所構造解析を行った結果を報告する。
川崎 卓郎; Harjo, S.; Gong, W.*; 相澤 一也
no journal, ,
Neutron diffraction has been increasingly used for the engineering study of materials. In order to extend the application scope of neutron diffraction in engineering study, a stroboscopic TOF neutron diffraction technique has been developed. In this study, the technique was applied for the evaluation of the piezoelectric material under cyclic electric fields. Unipolar sinusoidal electric fields with the frequencies of 0.05 Hz, 0.5 Hz, 5 Hz and 30 Hz were applied to a PZT-based multilayer piezoelectric actuator and the diffraction intensities were collected at the Engineering Materials Diffractometer TAKUMI in MLF of J-PARC. The lattice strain and the domain switching induced by the fields were analyzed and compared with the macroscopic deformation of the actuator.