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Zircaloy-4 cladding embrittlement due to inner surface oxidation under simulated LOCA condition

LOCA条件下における内面酸化によるジルカロイ-4被覆の脆化

上塚 寛; 古田 照夫; 川崎 了

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軽水炉のLOCA時に燃料被覆管が破裂した場合に生じる内面酸化による被覆管脆化挙動を明らかにするために、水蒸気流中で模擬燃料棒破裂・酸化実験を行なった。 その結果、内面酸化した燃料被覆管の脆化は被覆中に吸収された水素による水素脆化であることが明らかになった。100$$^{circ}$$Cにおけるリング圧縮試験の結果、ジルカロイ被覆管は酸化温度が1000$$^{circ}$$C以上の場合、吸収水素量200~300wt.ppm以上で脆化することがわかった。 酸化温度が932~972$$^{circ}$$Cの場合には500~750wt.ppm以上で脆化することがわかった。 被覆中に吸収された水素はprior-$$beta$$結晶粒界近傍に1$$mu$$m以下の微細な水素化物として析出していた。 破裂開口中心から軸方向に15~45mm離れた位置に水素吸収のピークがあった。 水素吸収のピーク位置は酸化温度と水蒸気流速の違いによって変化した。

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分野:Nuclear Science & Technology

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