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Development of security and safety fuel for Pu-burner HTGR; Test and characterization for ZrC coating

プルトニウム燃焼高温ガス炉を実現するセキュリティ強化型安全燃料開発- ZrC層被覆試験と特性評価-

植田 祥平; 相原 純; 後藤 実; 橘 幸男; 岡本 孝司*

Ueta, Shohei; Aihara, Jun; Goto, Minoru; Tachibana, Yukio; Okamoto, Koji*

プルトニウム燃焼高温ガス炉に用いるセキュリティ強化型安全(3S-TRISO)燃料においては、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)を不活性母材とするPuO$$_{2}$$-YSZ燃料核へ、遊離酸素ゲッターの特性を有する炭化ジルコニウム(ZrC)を直接被覆する。2015年度より開始した模擬のYSZ粒子への臭化物化学蒸着法に基づくZrC被覆試験の結果、粒子装荷量100gの条件において被覆層厚さ約18から21$$mu$$mのZrC層の被覆に成功した。また、走査型電子顕微鏡(STEM)を通じて、臭化物法の原料ガスによるYSZ表面の劣化は観察されなかった。

To develop the security and safety fuel (3S-TRISO fuel) for Pu-burner high temperature gas-cooled reactor (HTGR), R&D on zirconium carbide (ZrC) directly coated on yttria stabilized zirconia (YSZ) has been started in the Japanese fiscal year 2015. As results of the direct coating test of ZrC on the dummy YSZ particle, ZrC layers with 18 - 21 microns of thicknesses have been obtained with 0.1 kg of particle loading weight. No deterioration of YSZ exposed by source gases of ZrC bromide process was observed by Scanning Transmission Electron Microscope (STEM).

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