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高融点物質の融点測定方法

国内特許コード P06A008437
整理番号 11452
掲載日 2006年5月19日
出願番号 特願2001-102891
公開番号 特開2002-296206
登録番号 特許第3588595号
出願日 平成13年4月2日(2001.4.2)
公開日 平成14年10月9日(2002.10.9)
登録日 平成16年8月20日(2004.8.20)
発明者
  • 森本 恭一
  • 加藤 正人
  • 宇野 弘樹
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 高融点物質の融点測定方法
従来技術、競合技術の概要
高速増殖炉ではウラン・プルトニウム混合酸化物燃料(MOX燃料)が用いられている。これは、酸化ウラン(UO)と酸化プルトニウム(PuO)の固溶体である。酸化ウラン(UO)と酸化プルトニウム(PuO)は同じ結晶構造を持ち、全組成範囲にわたって固溶する。また、混合酸化物では、MO±(M=Pu+U)が可能であり、広い単相領域が存在する。酸素と重金属との比はO/M比(=2±x)と呼ばれており、化学量論比2.0からのずれの程度に依存して物性が変化する。燃料として用いられているのは、O/M=1.99~1.95が多いとされている。
【0003】
酸化ウラン(UO)の溶融温度は2840℃前後、酸化プルトニウム(PuO)の溶融温度は2390℃前後であり、混合酸化物の場合には組成に応じて両者の間の値をとる。またO/M比によっても溶融温度は変化する。更に、燃焼が進むと、核分裂生成物(FP)の蓄積に伴う融点の低下が生じる。このようなことから分かるように、融点の正確な測定は、核燃料の開発・製造に極めて重要である。
【0004】
従来、核燃料の融点測定には、サーマルアレスト(熱停留)法が採用されている。この方法は、測定試料を封入した耐熱カプセルを加熱炉内に設置し、該試料を温度計測しながら昇温していき、試料が溶融する際の潜熱(融解吸熱)により昇温が停滞する熱曲線の変化を読み取ることで試料の融点を求める方法である。
【0005】
酸化ウラン(UO)の融点測定データの一例を図1に示す。このデータは、80℃/分の昇温速度で加熱したときの温度変化を示している。従来のデータ解析法としては、サーマルアレスト開始点直前までの熱曲線とサーマルアレストが現れている間の熱曲線の交点を求め、それを融点とする手法を採っていた。
産業上の利用分野
本発明は、サーマルアレスト法によって高融点物質の融点を測定する方法に関し、更に詳しく述べると、試料温度とカプセル温度との示差をとることにより微妙な温度変化を顕著にし、それによって融点測定の信頼性を向上することができるようにした高融点物質の融点測定方法に関するものである。この技術は、合金や固溶体などの融点測定に有用なものであり、特にウラン・プルトニウム混合酸化物燃料(MOX燃料)の融点測定に好適である。
特許請求の範囲 【請求項1】測定試料を封入した耐熱カプセルを加熱炉内に設置し、該試料を温度計測しながら昇温していき、試料が溶融する際の潜熱により昇温が停滞する熱曲線の変化を読み取ることで試料の融点を求めるサーマルアレスト法による融点測定方法において、
ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料を測定試料とし、該試料の温度を二色温度計で計測すると同時に、タングステン製耐熱カプセルの上端の温度を別の二色温度計で計測し、計測したカプセル温度データをリファレンスとして、該リファレンスと試料温度データとの差分をプロットし、プロットした示差熱曲線の変曲点を読み取ることで試料の融点を求めることを特徴とする高融点物質の融点測定方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 原子力
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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