軽水炉用燃料被覆管の強度延性および水素化物のふるまいに関する試験研究 (I)水素添加したジルカロイ管の耐圧挙動

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青木 利昌*; 宇井 正泰*; 小原 勝昭; 神谷 和明

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原子力安全研究協会燃料安全専門委員会の共同実験を分担し、軽水炉用燃料被覆管の耐圧挙動を調べ、燃料の安全審査上の資料とする。軽水炉用燃料被覆として使用されるジルカロイ管の挙動を調べるために、ジルカロイ管に燃料使用寿命を考慮した水素を吸収させ水素添加したジルカロイ管についてその耐圧性能を観察した。この結果次の知見を得ることができた。1)水素化物の影響の少ないところでは管の破裂圧は試験温度の上昇とともに減少し、300度Cでは常温強度のおよそ60%となる。2)外層部に半径方向水素化物を有する管材では水素量が100PPMになると常温で円周伸びはほとんど生じなくなるが、円周方向水素化物を有する管材では水素量300PPMまで水素化物の影響を受けない。しかしいずれの場合にも温度が300度Cなると延性の回復がみられる。また水素化物の量が多くなり温度が低下するほど脆性的破壊を生ずる。

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