「ふげん」照射用ガドリニア燃料集合体の照射後試験報告書(I) 燃料集合体試験・燃料要素非破壊試験

Post irradiation examination for the FUGEN high burn-up MOX fuel assembly (I) Nondestructive Examination

生澤 佳久   ; 菊池 圭一 ; 中沢 博明; 安部 智之; 白井 隆夫*; 長山 政博*

Ikusawa,Yoshihisa; not registered; Nakazawa, Hiroaki; not registered; not registered; Nagayama, Masahiro*

新型転換炉実証炉燃料の照射挙動の解明と健全性の確認を行うと共に、燃料設計手法の妥当性を確認するために、これまで、英国のSGHWRや我が国の新型転換炉「ふげん」を用いて、実証炉燃料と同等の仕様を有する照射用燃料集合体の照射試験を実施してきた。「ふげん」照射用ガドリニア燃料集合体E09は、新型転換炉実証炉用高性能燃料として開発された燃料集合体と同等の燃料仕様を有する燃料集合体であり、新型転換原型炉「ふげん」において、平成2年6月から平成9年1月まで照射され、燃料集合体平均燃焼度約37.7GWd/tに達した。照射用ガドリニア燃料集合体は、高燃焼度化のために軸方向富化度分布やUOGdO燃料要素の配置といった改良を行っている。照射されたE09燃料集合体は「ふげん」の使用済み燃料貯蔵プールにおいて約4年間冷却された後、平成13年に日本原子力研究所東海研究所へ輸送された。そして同年7月から照射後試験が開始され、平成14年3月までに非破壊試験が終了した。破壊試験は平成14年4月より開始し平成16年3月までに終了する計画である。本報告書では、平成14年3月までに得られた非破壊試験結果をまとめると共に、これらの照射後試験結果を基に、燃料集合体や燃料要素の構造健全性及び照射挙動について検討・、評価した。検討・評価の結果、燃料集合体や燃料要素の健全性に問題となるような挙動は認められなかった。なお、本照射後試験の結果は、軽水炉におけるプルサーマル燃料への活用も期待され、また解体核利用技術開発の一オプションである「CANDU オプション」へも反映が計画されている。

The irradiation examination on the fuel that was fabricated for the demonstration advanced thermal reactor (DATR), had been conducted in SGHWR in the U.K. and in FUGEN. The FUGEN High Burn-up MOX Fuel Assembly "E09" was developed for high burn-up fuel of DATR. The "E09" MOX fuel assembly was irradiated at the FUGEN from February 1990 to January 1997, and its average burn-up reached 37.7GWd/t. In order to be irradiated up to high burn-up, they had the design improved by applying the fissile content with axial distribution, four UO-GdO fuel rods and so on. The E09 fuel assembly had been cooled in the FUGEN spent fuel pool for four years after irradiation. After that, it was transported to Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) Tokai Research Establishment in 2001. Post Irradiation Examinations (PIE) were started in July 2001 at Reactor Fuel Examination Facility in JAERI, and the nondestructive examinations were completed in March 2002. The destructive examinations have been started in April 2002, and will be completed by March 2004. In this report, the data from nondestructive examinations will be summarized, and evaluation results of irradiation performance will be discussed. The integrity of fuel assembly during irradiation was confirmed in the nondestructive PIE. These results will be available for LWR MOX fuel program in Japan and for CANDU-OPTION program, which is one of Russian surplus weapon plutonium disposition programs with AECL in Canada.