국제 VERDON-ISTP 프로그램은 심각한 원자력 사고가 발생한 경우 방사성생성물의 환경 방출 위험에 관해 연구하고 이를 줄이는 것을 목표로 합니다. 특히 몇 가지 테스트에는 핵분열 생성물의 방출을 모니터링하기 위해 핵연료 펠릿을 매우 높은 온도로 가열하는 과정이 포함되어 있습니다. 최종 대기(산화 또는 환원)에서의 핵연료 미세 구조 및 화학적 조성에 관한 실험 데이터는 사고가 발생한 경우 그 거동을 더욱 잘 이해하기 위해 시나리오 코드에 통합될 수 있습니다.
방사성 시료의 조작 및 분석에 안전한 환경을 제공하고 뛰어난 정밀도와 정확도로 서브마이크론 영역에서 조성 정보를 제공하는 차폐형 EPMA는 여러 단계에서 핵분열 생성물의 분포 및 화학적 조성을 특성화 분석하는 데 있어 매우 적합한 장비입니다.
일련의 특정한 테스트에서 차폐형 EPMA는 핵연료와 클래딩 재료 사이에서 발생하는 상호작용을 관찰할 수 있도록 하였습니다. 위에 표시된 것처럼 산화 조건에서 U와 Zr의 상호 확산은 연료와 클래딩 사이의 계면에서 발생합니다. 이 영역에서 생성된 정량적 분석은 대략 70µm가 넘는 상호 확산 거리를 보여줍니다.
차폐형 EPMA는 또한 환원 대기에서 펠릿의 균열을 관통하는 용융 구역(U, Pu, Zr)O2를 정밀하게 분석하고 핵분열 생성물 종분화(금속성 Mo, Ru, Rh, Pd 및 Tc로 구성된 '백색 개재물')에 대한 대기의 영향을 조사하는 데 사용되었습니다.
데이터 출처: CEA Cadarache, France (CEA / DES / IRESNE / DEC / SA3E)
Le Gall et al., Journal of Nuclear Materials 530 (2020) 151948
Le Gall et al., Journal of Nuclear Materials 531 (2020) 152015