「常陽」MK-II炉心燃料集合体(PFD105)の照射後試験燃料要素の破壊試験

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桑島 幸夫*; 川澄 清一*; 横内 洋二*

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「常陽」MK-II炉心燃料集合体PFD105は炉心装荷位置1D1において100MW第3サイクルより第8サイクルまで照射されたもので、集合体平均燃焼度は約48.300MWd/t、集合体最大中性子照射量は約7.681022n/cm2(E0.1MeV)である。射試料試験室(AGS)では、1次取替燃料集合体の中で最大燃焼度を有するPFD105の燃料、被覆管の健全性確認及び照射挙動を把握するために3本のピンを対象として金相試験、被覆管硬さ試験、被覆管密度測定、燃焼率測定、融点測定及びX線回析測定を実施した。その結果を要約すると、下記のとおりである。(1)燃料組織は、燃料カラム中央付近に中心空孔(約0.64mm)及び柱状晶領域が観察された。残留ギャップ幅は、製造時の170m(直径)から約14mまで減少していた。(2)被覆管内面に、最大25mの複合腐食が観察され燃料-被覆管化学的相互作用(FCCI)が認められた。(3) 被覆管硬さと照射温度の関係は、照射温度510C以下においては照射により硬さ値が増加するが、570600Cでは照射前に比べほとんど変化が認められなかった。(4) 燃焼率のピン軸方向分布及び集合体径方向分布は,実測値とESPRIT-J計算値が良く一致していた。(5) 燃焼度59,000MWd/tにおけるPu富化度30%の燃料融点は,269213CでありO/M比は1.9860.002(製造時O/M:1.970.002)であった。

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