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Effect of pre-hydriding on thermal shock resistance of Zircaloy-4 cladding under simulated loss-of-coolant accident conditions

冷却材喪失事故模擬条件下におけるジルカロイ-4被覆管の耐熱衝撃性に及ぼす水素吸収の影響

永瀬 文久; 更田 豊志

Nagase, Fumihisa; Fuketa, Toyoshi

冷却材喪失事故(LOCA)条件を模擬した実験を行い、酸化したジルカロイ-4被覆管の耐熱衝撃性に及ぼす水素吸収の影響を評価した。試験には人工的に水素を添加した被覆管(400$$sim$$600ppm)と水素を添加しない被覆管を用いた。急冷時の被覆管破断は主として酸化量に依存することから、破断しきい値を「等価被覆酸化量(ECR)」に関して評価した。被覆管を軸方向に拘束しない条件では、破断しきい値は56%ECRであり、水素添加の影響は見られなかった。急冷時に被覆管を拘束することにより破断しきい値は低下し、水素を添加した被覆管でより顕著であった。完全拘束条件下での破断しきい値は、水素を添加しない被覆管で20%ECR、添加した被覆管で10%ECRであった。本試験の結果は、LOCA条件下で高燃焼度燃料棒の破断しきい値が低下する可能性を示している。

Experiments simulating loss-of-coolant accident (LOCA) conditions were performed to evaluate effect of pre-hydriding on thermal-shock resistance of oxidized Zircaloy-4 cladding. Artificially hydrided (400 to 600 ppm) and non-hydrided claddings were subjected to the tests. Since cladding fracture on quenching primarily depends on the oxidation amount, fracture threshold was evaluated in terms of "Equivalent Cladding Reacted (ECR)". Under axially non-restrained condition, the fracture threshold is 56% ECR and the influence of pre-hydriding is not seen. The fracture threshold is decreased by restraining the test rods on quenching, and it is more remarkable in pre-hydrided claddings than in non-hydrided claddings. Consequently, the fracture threshold was 20% ECR and 10% ECR for non-hydrided and pre-hydrided claddings, respectively, under the fully restrained condition. These results indicate possible decrease of fracture threshold of high burnup fuel claddings under LOCA conditions.

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パーセンタイル:12.79

分野:Nuclear Science & Technology

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