High-temperature thermophysical property measurements on non-stoichiometric composition of LiTiO

星野 毅; 小林 剛*; 梨本 誠*; 河村 弘; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*; 高橋 洋一*

Journal of the Ceramic Society of Japan, Supplement, Vol.112, No.1 (CD-ROM), p.S354 - S357, 2004/05

チタン酸リチウム(LiTiO)は、良好なトリチウム回収特性等の観点から、核融合炉ブランケット用トリチウム増殖材料として期待されている。しかし、LiTiOは不定比構造を持つため、熱物性データに影響を与えると思われるが、これまでに報告されている熱容量や熱伝導率などの測定値は、研究者により異なり確立されていない。本研究では、LiO/TiOの組成比を変化させて作成したLiTiOについて、レーザーフラッシュ法により1100Kまでの熱物性を測定し、不定比構造による熱物性への影響について比較検討を行った。LiTiOの熱伝導率は、LiO/TiO比の減少とともに不定比性化合物へと変化することや、LiTiOの第2相が生成することの影響で低下することがわかった。また、熱伝導率の温度依存性は700Kを境に、理論式から算出した値と明らかな差異が見られ、高温X線回折により格子定数の変化が熱伝導率の温度依存性に大きな影響を与えていることを解明した。

Thermal diffusivity of high burnup UO pellet

中村 仁一; 内田 正明; 上塚 寛; 古田 照夫

IAEA-TECDOC-1036, 0, p.127 - 138, 1998/08

燃焼度63MWd/kgUの高燃焼度UOペレットの熱拡散率をレーザーフラッシュ法により室温から最高温度1800Kにかけて測定した。高燃焼度ペレットの熱拡散率は、未照射ペレットに比べて室温で半分以下に低下したが、両者の差は温度の上昇とともに小さくなる傾向を示した。測定最高温度を上昇させながら測定を繰り返したところ、熱拡散率は、800K~1200Kにかけて次第に上昇する傾向を示した。これは照射損傷の回復による熱拡散率の上昇であると推定される。試料間の熱拡散率のばらつきは主として試料密度の差で説明できることが明らかとなった。また、高燃焼度ペレットの熱拡散率は固溶FPを添加して化学的に高燃焼度燃料を模擬したSIMFUELに比べてやや小さかった。これはSIMFUELには含まれない照射損傷やFPガス気泡の影響と考えられる。

Properties of neptunium-plutonium mixed nitride solid solutions

荒井 康夫; 中島 邦久; 鈴木 康文

Proc. of 4th Int. Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transm, 0, p.347 - 357, 1997/00

ほぼ全組成領域をカバーする、ネプツニウム・プルトニウム混合窒化物固溶体を調製し、その性質を調べた。固溶体試料はそれぞれ炭素熱還元法で調製したネプツニウム窒化物とプルトニウム窒化物の混合成型体を、窒素-水素混合ガス気流中において2023Kで熱処理することにより調製した。室温でのX線回折により単相の固溶体形成を確認するとともに、格子定数の組成依存性を調べた。また、高温質量分析法による蒸気圧測定、レーザーフラッシュ法による熱拡散率測定を行い、気相中のNp(g)及びPu(g)分圧の温度依存性ならびに組成依存性や、熱拡散率から求めた固溶体試料の熱伝導度等について新しい知見を得た。

Thermal diffusivity of high burnup UO pellet irradiated at HBWR

中村 仁一; 古田 照夫; 助川 友英

HPR-347, 12 Pages, 1996/00

ハルデン炉で63MWd/kgUまで照射されたUOペレットの熱拡散率を室温から1800Kにかけてレーザーフラッシュ法により測定した。高燃焼度UOの室温での熱拡散率は、未照射UOの熱拡散率に較べて半分以下に低下しており、両者の差は温度の上昇とともに小さくなる傾向を示した。温度を上昇させながら測定を繰り返したところ、高燃焼度UOの熱拡散率は、800Kから1200Kにかけて次第に上昇する傾向を示した。これは照射損傷の回復によるものと推定される。また、試料間で熱拡散率のばらつきが見られたが、これはペレットのミクロ組織(試料密度、金属FP等)の影響であると推定された。測定された熱拡散率は、模擬高燃焼度燃料SIMFUELの値よりやや小さい傾向を示した。また、測定された熱拡散率から評価した熱伝導度の燃焼度による相対的な低下の割合は、ハルデン炉の燃料中心温度測定データからの評価値と良い一致を示した。

Development of remote-handling apparatus for measuring thermal diffusivity

大和田 功; 西野 泰治; 山原 武; 石本 清

Transactions of the American Nuclear Society, 73, p.465 - 466, 1995/00

軽水炉技術の高度化計画に伴って、燃料の高燃焼度化が進められており、燃料ペレットの熱伝導率は、重要な熱物性値として注目されている。原研・燃料試験施設では、レーザーフラッシュ法を用いた、遮蔽型のペレット熱拡散率測定装置を開発した。熱伝導率は、測定した熱拡散率、比熱及び密度より求める。装置は試料保持部、レーザー発信器部、赤外線検出器部、ヒータ温度制御部、真空排気部、データ処理部、生体遮蔽体、フード及び試料移送容器で構成されている。装置の性能と照射後試験への適用を確認するため、金属タンタル、アルミナ、未照射UO、未照射UO-GdO及び照射済燃料を用いて熱拡散率を測定した。その結果、高燃焼度燃料の照射後試験に十分使用できることが明らかになった。

Thermal conductivity of neptunium mononitride from 740 to 1600K

荒井 康夫; 岡本 芳浩; 鈴木 康文

Journal of Nuclear Materials, 211, p.248 - 250, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)90354-9

ネプツニウム窒化物(NpN)の熱伝導度を、740~1600Kの温度範囲で評価した。熱伝導度は、真空中でレーザーフラッシュ法により測定した熱拡散率の値から求めた。熱伝導度の評価の際に必要な比熱容量については、温度の二次関数で与えられる経験式を用いて推定した。熱拡散率測定用の試料には、炭素熱還元法により調製したNpNを約90%T.D.まで焼結したペレットから、円盤状に切り出したものを用いた。得られた熱伝導度の値は、測定温度範囲内で温度と共にゆるやかに増加する温度依存性を示した。またMaxwell-Euckenの式を用いて100%T.D.に規格化した熱伝導度の値は、報告されているUNとPuNの熱伝導度の中間的な値を示した。

Thermal conductivity of (U,Pu)C containing MoC up to 10 mol%

荒井 康夫; 大道 敏彦; 福島 奨; 半田 宗男

Journal of Nuclear Materials, 170, p.50 - 56, 1990/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(90)90325-H

主要固体FP元素の一つであるモリブデンを最高10モル%含むウラン・プルトニウム混合炭化物の熱伝導度を、レーザフラッシュ法で測定した熱拡散率の値より求めた。モリブデンが混合炭化物に固溶限(約3.5モル%)以内では、混合炭化物の熱伝導度はモリブデンの量と共に単調に減少した。一方、固溶限以上のモリブデンを含む混合炭化物の熱伝導度は、実験範囲内ではほぼ一定の値を示した。一部の固溶体試料について電気抵抗を測定し、モリブデン量の増加に伴う熱伝導度の減少は、電子伝導の減少に起因することを見出した。このほか、ウラン、プルトニウム及びモリブデンを含む複合炭化物(U,Pu)MoC及び(U,Pu)MoCの熱伝導度を算出した。

レーザフラッシュ法によるU-Pu混合炭化物の熱伝導度測定

福島 奨; 阿部 治郎

JAERI-M 8892, 20 Pages, 1980/06

JAERI-M-8892.pdf:0.88MB

レーザーフラッシュ法による熱拡散率の測定精度は、試料面の平行度に大きく依存する。このためU-Pu炭化物ペレットからの試料作成法を考慮した。この方法では優れた平行面の試料を容易に作成できる。焼結増進のために0.1wt%Niを添加した(U,Pu)Cについて、温度範囲450~160Cでレーザーフラッシュ法によって測定した熱拡散率から熱伝導度を求めた。その結果得られた熱伝導度は、500~1600Cで温度とともにほぼ直線的に増大し、450Cで0.144w/cmC、600Cで0.158w/cmC、1100Cで0.185w/cmC、1600Cで0.212w/cmCであった。この結果は、最近の(U、Pu)Cの熱伝導度の文献推奨値と10%以内で一致した。