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柳澤 和章; 山下 利之; 金澤 浩之; 天野 英俊; 室村 忠純
Journal of Nuclear Science and Technology, 36(12), p.1153 - 1159, 1999/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)JRR-3Mを用いて岩石型(ROX)燃料の照射を燃焼度27MWd/kgPu(28%FIMA)まで実施した。照射後試験より得られた結果は以下のとおり。(1)照射によりROX-SZRの燃料密度は、4.6g/cc(82%TD)から3.4g/cc(61%TD)まで減少した。一方ROX-ThO
の燃料密度も、5.2g/cc(83%TD)から3.4g/cc(55%TD)まで減少した。(2)ROX-SZRの気孔率は、18から39%に増加した。一方、ROX-ThOのそれも17から46%に増加した。本件の場合、気孔率の増加即ち非拘束ガス気泡スエリングは気孔の集塊に起因していると考えられるが、その気孔集塊にはROX燃料成分であるAlO
及びPuAl
O
が重要な役割を果たしていると推察された。(3)無拘束ガス気泡スエリング率は、ROX-SZRについては1%FIMA当たり0.8%
V/V、ROX-ThOについては同じく1%FIMA当たり1%V/Vと推定された。UOのそれは、1%FIMA当たり1%V/Vである。したがって、無拘束ガス気泡スエリング率に関しては、ROX燃料とUOに有意な差はない。
柳澤 和章; 山下 利之; 金澤 浩之; 天野 英俊; 室村 忠純
Journal of Nuclear Science and Technology, 36(11), p.1052 - 1063, 1999/11
被引用回数：1 パーセンタイル：13.15(Nuclear Science & Technology)2種類の岩石型燃料(以下、ROX-SZR及びROX-ThO)及び9種類の模擬岩石型燃料(PuOをUOで置き換えたもの)を作製した。これらの密度、気孔率及び結晶粒度を実験因子とした研究を行った。得られた結果は以下のとおり。(1)岩石型燃料の推定理論密度値は、ROX-SZRで5.6g/cc、ROX-ThOで6.2g/ccであることを見いだした。一方、これに相当する焼結密度値は前者で4.6g/cc、後者で5.2g/ccであった。岩石型燃料の密度はUOの約半分であった。岩石型燃料の百分率理論密度(%TD)は比較的低く82-83%TDの範囲にあった。気孔率は大きく(17-18%)、結晶粒径は小さい(2
m)ことがわかった。(2)模擬岩石燃料の推定理論密度値は5.0-5.7g/ccの範囲にあった。一方、これに相当する焼結密度値は4.9-5.4g/ccの範囲にあった。模擬岩石燃料の密度は岩石燃料とほぼ同じであったが、UOの約半分であった。模擬岩石燃料の%TDは比較的大きく94-98%TDだった。気孔率は小さく(
6%)、結晶粒径もまた小さい(3-4m)ことがわかった。
柳澤 和章; 大道 敏彦*; 白数 訓子; 山下 利之; 木村 康彦; 小野澤 淳; 長島 久雄; 金澤 浩之; 金井塚 文雄; 天野 英俊
JAERI-Tech 99-044, 46 Pages, 1999/05
未照射岩石型(ROX)燃料及び模擬岩石型燃料について、密度、気孔率及び結晶粒度に関する研究を実施し以下の結論を得た。(1)岩石燃料:推定理論密度(TD)値は、ROX-SZRで5.6g/cc、ROX-ThOで6.2g/ccであった。岩石燃料の理論密度値はUO(10.96g/cc)の約半分であった。本研究から得られた焼結(製造)密度は、ROX-SZRで4.6g/cc(82%TD)、ROX-ThOで5.2g/cc(83%TD)であった。%TDはUOのそれ(通常95%TD)よりかなり小さかった。平均気孔径は約3m、気孔率は17-18%の範囲にあった。結晶粒径は約2mであった。(2)模擬岩石燃料:推定理論密度値は約5.0-5.7g/ccの範囲にあった。模擬岩石燃料の理論密度値はUOの約半分であった。本研究から得られた焼結密度は約4.5-5.5g/ccの範囲にあった。模擬岩石燃料の%TDは94-98%TDと現行のUO並になった。平均気孔径は約4-8m、気孔率は6%以下であった。結晶粒径は約1-4mであった。
奥野 浩; 内藤 俶孝; 奥田 泰久*
Journal of Nuclear Science and Technology, 31(9), p.986 - 995, 1994/09
被引用回数：2 パーセンタイル：28.09(Nuclear Science & Technology)核燃料施設で取扱われる粉末状燃料に対して、臨界安全評価上では最も厳しい状態として冠水状態がしばしば想定される。このような体系は非均質ではあるが、燃料粒径が非常に小さければ均質と見なしても反応度は殆ど変わらないであろう。水中に置かれた低濃縮の二酸化ウラン球状燃料粒塊の無限立方配列を対象に、濃縮度、水対燃料体積比及び燃料粒径を変えて中性子増倍率を計算した。計算には超多群衝突確率法計算コードを用いた。中性子増倍率の均質系からの変化割合は、共鳴を逃れる確率、次いで熱中性子利用率の変化割合に支配され、これらの量は低濃縮度ウラン(10wt%以下)、燃料粒径1mm以下では、平均ウラン濃度(または水対燃料体積比)に主に依存し、濃縮度に殆ど依存しないことが分かった。得られた関係式を用いることにより、均質と見なしてよい燃料粒径の大きさは無視しうる中性子増倍率の相対誤差との関係で決められる。
奥野 浩; 内藤 俶孝; 桜井 良憲*
Journal of Nuclear Science and Technology, 28(10), p.958 - 960, 1991/10
核燃料施設で取扱われる粉末燃料の粒径がどの程度小さければ臨界安全評価上均質とみなしてよいかを明らかにするため、反応度が燃料粒径にどのように依存するかを調べた。粉末燃料は5wt%濃縮の二酸化ウランとした。評価条件として冠水状態を設定した。中心に球状燃料を配置した水の立方体セルの3次元無限配列を計算対象とした。水対燃料体積比は、均質系で最適減速になるように選んだ。計算には連続エネルギーモンテカルロ臨界計算コードVIMを使用した。計算の結果、中性子増倍率は燃料球直径の増加に伴い増大するが、その主因は共鳴を逃れる確率の増大にあることが明らかになった。さらに、共鳴を逃れる確率の均質系に対する増加傾向は、共鳴積分に対する燃料粒径の依存性を検討することにより説明されることが明らかになった。
奥野 浩; 小室 雄一; 内藤 俶孝
Proc. of the 91 Int. Conf. on Nuclear Criticality Safety,Vol. 1, p.III-38 - III-43, 1991/00
日本原子力研究所では1988年に科学技術庁によって発行された日本初の臨界安全ハンドブックの改訂及び補追作業を行っている。この作業は仁科教授を主査とする作業グループの意見を反映する形で行われている。改訂版では反応度効果をより精細に取扱い、化学プロセスデータや事故評価データを加える予定である。改訂版に含まれる予定の2つの項目-燃料粒径の効果及び部分反射体の効果についてこの論文では述べる。
奥野 浩; 小室 雄一; 内藤 俶孝
Proc. of the CSNI Specialist Meeting on Safety and Risk Assessment in Fuel Cycle Facilities, p.103 - 109, 1991/00
日本原子力研究所では1988年に科学技術庁によって発行された日本初の臨界安全ハンドブックの改訂及び補追作業を行っている。この作業は仁科教授を主査とする作業グループの意見を反映する形で行われている。改訂版では反応度効果をより精細に取扱い、化学プロセスデータや事故評価データを加える予定である。改訂版に含まれる予定の2つの項目-燃料粒径の効果及び部分反射体の効果についてこの論文では述べる。
赤堀 光雄; 柴 是行
Journal of Nuclear Science and Technology, 21(6), p.466 - 475, 1984/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Nuclear Science & Technology)高温ガス炉用ThOおよび(Th、U)O燃料核の圧縮破壊強度を単純圧縮試験により推定し、その破壊機構に関連して検討した。破壊強度はワイブル分布を仮定して統計処理した。Hertzの接触理論の適用により、妥当な圧縮破壊強度を評価することができ、ThO核では1.7~1.9GPaの値を得た。燃料核の破壊強度と組織との間には密接な関連があり、結晶粒径が小さく、表面が清らかであるほど強度が高くなることがわかった。破壊は、粒径が小さい場合に粒内で、一方大きい場合には粒界で起こるようであった。接触面境界近くの表面、もしくは表面近傍にあるキズなどが破壊の源として働くことがわかった。
燃料の焼きしまり,2柳澤 和章
JAERI-M 7807, 66 Pages, 1978/08
燃料体の照射挙動に関する研究の一環として実施したUOに関する焼きしまり実験の解析結果を終わらしたので報告する。焼きしまり挙動解析の為にi)照射条件、ii)ペレット製造条件、iii)軸方向圧縮力等の変数を用いた。結果は次の通りである。I)焼きしまりは4~8GWd/tUOの範囲で最大に達する。ii)・焼結温度の低いペレットは焼きしまりやすかった。・初期密度と焼きしまりには強い相関はなかったが、低密度のものは全体的に焼きしまりやすかった。・初期粒度と焼きしまりには比較的良い相関があり、10m以上の粒径をもったペレットでは殆んど焼きしまらなかった。・気孔分布と焼きしまりには強い相関があった。本報では特に気孔分布と焼きしまりの関係を詳しく解析した。また低密度、低粒度、低温焼結ペレットで殆んど焼きしまらなかったペレットについて詳しく考察した他、再焼結実験、ペレットの安定条件、圧縮力効果、最大焼きしまり推定モデルについても詳しく取り扱った。
ペレットの粒度・気孔度および気孔分布の測定柳澤 和章
JAERI-M 7289, 40 Pages, 1977/09
画像解析装置(QTM)を用いた焼きしまり実験解析で得られた知見および技術を明らかにした。QTMの粒径測定の性能は良好であった。そこでQTMを使用して焼きしまり実験に用いたUOペレットの粒径測定を行ないその結果を示した。気孔および気孔分布測定上の問題点とその処理法を明らかにした。そこから得た知見に基づきUOペレットの気孔分布を測定しその結果を示した。
燃料の焼きしまりに関する研究柳澤 和章; 内田 正明; 林 清純*
JAERI-M 7210, 51 Pages, 1977/08
ATR型燃料を実用条件に近い条件でJMTR、OWL-1ループを使用して平均1720Mwd/tまで照射しUO燃料の焼きしまり挙動を調べた。実験には初期密度、結晶粒度、および気孔度の異なる6種類のUOペレットを用いた。照射前後のUOペレット密度変化はメタキシレン液浸法を用いて測定した。初期密度の低いものは1.5~2.0%TD近く焼きしまりがあったが95%TD以上のものは殆んど焼きしまらなかった。ペレットの結晶粒径は3~11mの範囲内にあった。照射により5m以下のものが焼きしまりそれ以上のものは殆んど焼きしまらなかった。気孔度および気孔の分布の測定は画像解析装置を用いて測定した。気孔が小さく不安定型分布をもったUOペレットは照射で大きく焼きしまったが気孔が大きく安定型分布をもったものは殆んど焼きしまりをおこさなかった。
内田 正明; 柳澤 和章; 市川 逵生
JAERI-M 6904, 23 Pages, 1977/02
密度、粒径、ポア径分布の異なる8種のUOペレットをJMTRにおいて8000~11000MWD/t-UOまでの燃焼度で照射した。照射前の密度測定には数種類の測定法を、照射後のそれはメタキシレン液浸法を用いた照射前後のデ-タ比較を行った。初期密度95%TDのペレットの焼きしまりは粒径に著しく依存した。即ち微細粒径のペレットは著しく焼きしまった。しかし初期密度90%TDのそれでは焼きしまりは一般にかなり小であった。照射後のポア分布の解析もこの結果を裏付けた。照射中に顕著な結晶粒の成長は見られなかった。しかし炉外加熱後のペレットでは相当な結晶粒成長と密度の増加が見られた。
