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Radionuclide release from mixed-oxide fuel under high temperature at elevated pressure and influence on source terms

高温昇圧下における混合酸化物燃料からの放射性物質放出とソースタームへの影響

日高 昭秀  ; 工藤 保 ; 石川 淳 ; 更田 豊志

Hidaka, Akihide; Kudo, Tamotsu; Ishikawa, Jun; Fuketa, Toyoshi

VEGA計画では、プルサーマルのPSAや安全評価のための技術的基盤を提供することを目的とし、これまでデータがほとんど得られていないシビアアクシデント条件下のMOX燃料からの放射性物質放出挙動を調べた。実験では、ATRふげんで照射されたMOX燃料を0.1及び1.0MPaのHe中で3123Kまで昇温した。その結果、Cs放出が2200K以下でUO$$_{2}$$燃料よりも増加すること,昇圧下の揮発性FPの放出はUO$$_{2}$$の場合と同様に減少すること,最終的なCsの放出割合は100%に達したが、低揮発性核種の放出は燃料溶融を経てもほとんど増加しないことを観測した。また、絶対量は小さいもののPu放出が2800K以上で増加することを観測したが、従来モデルではこれを予測できないため、測定データに基づいて実験式を作成した。VEGA実験の結果から、UO$$_{2}$$とMOX燃料では、PSAの観点から重要な放射性物質のインベントリ及び放出割合にほとんど差が無いことから、プルサーマル化により原子炉リスクは増加しないとの見通しを得た。

The radionuclide release from MOX under severe accident conditions was investigated in VEGA program to contribute to the technical bases for safety evaluation including PSA for LWR using MOX. The MOX specimens irradiated at ATR Fugen were heated up to 3123K in helium at 0.1 and 1.0MPa. The release of volatile FP was slightly enhanced below 2200K compared with that of UO$$_{2}$$. The volatile FP release at elevated pressure was decreased as in the case with UO$$_{2}$$. The total fractional release of Cs reached almost 100% while almost no release of low-volatile FP even after the fuel melting. The release rate of plutonium above 2800K increased rapidly although the amount was small. Since the existing models cannot predict this increase, an empirical model was prepared based on the data. There is no large difference in FP inventories between UO$$_{2}$$ and MOX, and the fractional releases from MOX can be mostly predicted by the model for UO$$_{2}$$. This suggests that the consequences of LWR using MOX are mostly equal to those using UO$$_{2}$$ from a view point of risks.

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分野:Nuclear Science & Technology

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