高速炉燃料ピンのFCCI(燃料-被覆管化学的相互作用)に関する調査報告(I) 燃料ピン内の化学とFCCIの機構

Review of FCCI (fuel-cladding chemical interaction) in LMFBR fuel pins (I); Chemistry in fuel pins and mechanism of FCCI

本田 裕*; 八登 唯夫*; 小無 健司; 金子 洋光

Honda, Yutaka*; Yato, Tadao*; Konashi, Kenji; Kaneko, Hiromitsu

燃料ピン内の化学において最も重要な因子は,温度と酸素ポテンシャルである。典型的なLMFBR燃料の酸素ポテンシャルは,燃料表面で約-100kcal/molである。Csは燃料との反応によりCs/SUB2(U,Pu)O/SUB4を生成する。また,軸方向に移動してブランケット UO/SUB2との反応によりCs/SUB2/UO/SUB4を生成する。被覆管内面ではCs/SUBx/CrO/SUB4(x=3,4)およびCsOHが生成する可能性があり,これらは被覆管の腐食において特に重要である。被覆管成分のヨウ化物MI/SUB2(M=Fe,Cr,Ni)およびテルル化物MTe/SUBnは被覆管成分の質量移行に関連して重要である。FCCIの機構としては,現在までに報告されているCsOH,Cs-Te,Csによる粒界腐食のモデルとI,Cs-Teによる被覆管成分の質量移行のモデルの紹介を行った。

Temperature and oxygen potemtial are the most important factors in determining chemical states within fuel pins. Oxygen potential at the fuel surface is about-100 kcal/mol in the typical LMFBR fuels. Cs (U, Pu)O is produced by reaction of cesium with the fuel. Cesium migrates, axially to the blanket and CsUO is formed by reaction of ceisum with the blanket UO, It is possible that CsCrO (x=3, 4) and/or CsOH are produced at the cladding inner surface, and these compounds are especially important with regard to cladding corrosion. Cladding components iodides MI (M=Fe, Cr, Ni) and tellurides MTe are important in a viewpoint of mass transport of cladding components. For the mechanism of FCCI, some models which are currently reported are reviewed. The models are for intergranular attack by CsOH, Cs-Te and Cs, and for cladding component mass transport by I and Cs-Te.