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LOCA時内面酸化によるジルカロイ被覆管の脆化; 模擬燃料棒による内面酸化実験・2UO$$_{2}$$-水蒸気反応および急冷の影響

Zircaloy Cladding Embrittlement Due to Inner Surface Oxidation During A LOCA - Inner Surface Oxidation Experiment Using A Simulated Fuel Rod (2) - Influences of UO$$_{2}$$-Steam Reaction and Rapid Cooling

上塚 寛; 古田 照夫; 川崎 了

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軽水炉のLOCA時に燃料棒が破裂した場合に生じる内面酸化によるジルカロイ被覆脆化におよぼすUO$$_{2}$$-水蒸気反応および急冷の影響を調べるために、UO$$_{2}$$ペレット内蔵模擬燃料棒を用いて内面酸化実験を行った。模擬燃料棒を流速1.6g/cm$$^{2}$$・minの水蒸気流中で破裂させ、900$$sim$$1150$$^{circ}$$Cの各温度で4分間等温酸化した。酸化後のジルカロイ被覆脆化挙動は100$$^{circ}$$Cでのリング圧縮試験で調べた。その結果、内面酸化したジルカロイ被覆の脆化は主に吸収水素量に影響されることがわかった。吸収水素量の分析値は最大で2050wt.Ppmであり、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ペレット内蔵模擬燃料棒を用いた実験結果と定量的にほぼ一致した。また、UO$$_{2}$$-水蒸気反応による付加的な脆化は認められなかった。したがって、LOCA条件下の破裂燃料棒内におけるUO$$_{2}$$-水蒸気反応はほとんど生じないと考えられる。酸化後空冷したジルカロイ被覆と水中に急冷したジルカロイ被覆の間での脆化挙動の差はほとんど認められなかった。

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