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軽水炉燃料被覆管の表面酸化膜内における添加元素の化学状態分布評価技術

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原子力発電用軽水炉のUO2燃料被覆管(Zr合金)を劣化させる水素脆化を防ぐため、 Sn、Fe、Nb等を添加しますが、その阻止機構には不明な点が多いといった問題がありました。今回、水素吸収特性とZr合金の表面酸化膜内の添加元素(Nb)の化学状態変化の関係をXAFS法で解析し(左図)、水素吸収を抑制できるZr合金内の添加元素は金属/酸化膜界面から1μm程度の範囲まで金属状態を示すことを明らかにしました(右図)。
(実験施設:SAGA-LS、利用者:日本核燃料開発(株式)、九州大学)
(2013-2014年度 トライアルユース等)