Failure-bearing capability of oxidized zircaloy-4 cladding under simulated loss-of-coolant condition

冷却材喪失条件下での酸化ジルカロイ-4被覆の耐破壊特性

上塚 寛; 古田 照夫; 川崎 了

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軽水炉の冷却材喪失条件下でのジルカロイ-4被覆の耐破断特性を調べるために、アルミナペレット内蔵・He加圧の模擬燃料棒を用いて燃料棒破裂-酸化-急冷実験を行なった。燃料棒を水蒸気中で破裂させ、920~1330Cの各温度で3~180分の等温酸化を行なった後、拘束条件または非拘束条件の下で装置下部からの注水によって急冷した。非拘束条件下の急冷による被覆の破損限界酸化条件は、等温酸化温度1050~1330Cに対して、等価被覆酸化量(ECR)換算で35~38%であった。970~1050Cに対する限界条件はより高温でのECR値よりやや低かった。一方、拘束条件下の急冷による限界条件は、酸化温度930~1310Cに対して、19~24%ECRであった。この値は安全評価指針における基準値(15%ECR)より十分大きい。又、拘束条件下の急冷による燃料棒の破断挙動に関しては、酸素だけではなく、ジルカロイ-4被覆中に吸収された水素も支配的な役割を果すことがわかった。

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