Interpretation of the CABRILTX Test using the SAS4A Code

SAS4Aコード解析によるCABRI LTX試験評価

Soo-Dong SUK*; 佐藤 一憲 

Soo-Dong SUK*; not registered

CABRI-RAFT計画のLTX試験は、SCARABIX燃料を用い高速炉のTUCOP(Transient Under-Cooling Over-Power)型過渡条件下における燃料ピンの破損メカニズム、ピン内燃料移動、及び破損後燃料移動挙動を解明することを目的として、2000年3月に実施された。本試験における過渡は、冷却材流量減少によって開始し、フィッサイル頂部における冷却材平均温度が、サブクール度を保つべく予め設定された条件に達した時点で過出力が印加された。本試験では、燃料溶融に至る前の早期の燃料ピン破損が生じた。この早期の被覆管破損は多分に顕著なピン湾曲に起因した局所的な高温化によるものと考えられる。被覆管の破損によってピン内からの急速なガス放出が生じ、冷却材流路のボイド化を生じた。その後、溶融燃料の放出が生じ、徐々に冷却材流路中での軸方向移動を生じた。本研究では、SAS4Aコードを用いた解析によりLTX試験の解釈を行った。もともとのSAS4Aコードはこのような早期破損条件に適合したものではないが、被覆管の破損時間と位置を入力条件によって指定するとともに、溶融燃料放出や燃料崩壊について適切な判定条件を選定することで、破損後の全般的な挙動を妥当に模擬できた。本評価によってガス放出挙動がより明確に把握でき、その燃料溶融拡大や燃料移動への影響をも良く理解することができた。なお、本試験における早期破損メカニズムそのものは実機における代表性を有するものではないと考えられるが、早期破損を境界条件とした場合のその後の燃料溶融拡大や燃料・移動挙動については実機評価に有効なデータである。

The LTX test was performed using a SCRABIX pin in March 2000 in the framework of the CABRI RAFT Program to investigate the pin failure me-chanism, in pin fuel motion and post-failure relocation behavior under a simulated TUCOP accident in LMFR. The transient of the test was initiated by a coolant flow reduction and a structured TOP was tri- ggered when coolantaverage temperature at TFC reached a predefined value to keep the channel in the subcooled condition. Pin failure occured rather early, before the initiation of any significant fuel melting. This early failure of the cladding was presumably caused by a local cladding heatup and stress concentration arising from the exce- ssive pin bending. Rapid gas release upon the cladding failure led to the voiding of coolant channel, followed by a molten fuel ejection andgradual axial relocation in the test channel. An effort was made to interpret the experimental results of the LTX test using the SAS4A co-de. Although the ori