Prediction of oxygen potential in americium thorium oxides phase of a cermet fuel

逢坂 正彦; 黒崎 健*; 山中 伸介*

Journal of Nuclear Materials, 362(2-3), p.374 - 382, 2007/05

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2007.01.083

高速炉用高性能核変換形態としてのAm含有ターゲットの新しい概念を提案する。本ターゲットは、高い照射性能を達成するべく設計されている。また、同時に環境負荷低減と資源有効利用の要求をも満たす。ターゲットの形態は(Th, Am)O固溶体と金属Moマトリクスのコンポジットである。高速炉用核変換形態としてさまざまな利点が期待される。とりわけ、Am酸化物添加による高酸素ポテンシャルに起因する問題の克服に焦点があてられた。酸素ポテンシャルは、照射挙動の観点から重要な特性であるが、III価のAmを安定化させるためThOに固溶させ(Th, Am)Oを形成することにより適当なレベルに抑制されることが期待される。この(Th, Am)O固溶体形成により、構造的安定性及び熱的特性の向上もまた可能となる。さらに、サポート材Moは、熱伝導度の向上とともに、照射中の酸素ポテンシャル向上に対しての緩衝効果を与える。酸素ポテンシャルは化学熱力学法により評価した。Amの模擬として非放射性物質を使用し、一般的な粉末冶金法を用いた作製試験を実施した。加えて、本ターゲットの注目すべき特徴として、使用済燃料からの回収Moの使用が試みられている。ターゲット装荷高速炉炉心の炉心特性は、回収Moが中性子吸収材であるため本質的な問題であるが、これらもまたAm核変換率等のマスバランス等とともに評価された。