Effect of cladding pre-oxidation on rod coolability during reactivity accident conditions

反応度事故条件下における燃料棒冷却性への被覆管酸化膜の影響

杉山 智之 ; 更田 豊志

Sugiyama, Tomoyuki; Fuketa, Toyoshi

燃料棒被覆管表面の酸化が、反応度事故条件下における燃料棒の冷却性に及ぼす影響について論ずる。NSRR実験では照射済燃料実験の方が、未照射燃料実験より低い被覆管表面温度を示してきた。その原因の一つとして、照射済燃料の被覆管外表面に生成されていた酸化膜が伝熱を増大させた可能性が挙げられた。この仮説を実証するため、表面酸化膜なし,酸化膜厚さ1m及び10mの3種類の燃料棒を用いてパルス照射実験を行った。被覆管表面温度の過渡測定より、酸化膜付被覆管では限界熱流束及び最小熱流束がともに増大することを明らかにした。これらの挙動において酸化膜厚さ1mと10mの燃料棒で顕著な違いがなかったことから、酸化膜の効果はその厚さではなく有無に依存すると考えられる。

This report discusses effect of cladding surface pre-oxidation on fuel rod coolability during reactivity initiated accident (RIA) conditions. NSRR irradiated fuel experiments had shown cladding surface temperature lower than fresh fuel experiments. One possible speculation for the temperature difference is that oxide layer at the cladding outer surface enhanced heat transfer. To verify the speculation, pulse irradiation tests were performed on fuel rods with three different surface conditions: without oxide layer, with 1m-thick and 10m-thick oxide layer. Transient records of the cladding surface temperature showed the critical heat flux and the minimum heat flux increased for the oxidized fuel rods. These effects depend on presence of the oxide layer, not on the thickness of the layer, because no difference existed between results from 1m and 10m rods.