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照射MOX燃料を用いたFP放出挙動試験

FP Release behavior form irradiated MOX fuel

廣沢 孝志  ; 佐藤 勇; 両角 勝文; 滑川 卓志; 高井 俊秀  ; 中桐 俊男  ; 宮原 信哉  

Hirosawa, Takashi; Sato, Isamu; Morozumi, Katsufumi; Namekawa, Takashi; Takai, Toshihide; Nakagiri, Toshio; not registered

原子炉事故時に環境へ放出される核分裂生成物(FP)を中心とした放射性物質の種類と量(ソースターム)の評価を目的として、照射MOX燃料からのFP放出挙動試験を実施した結果を報告する。試験は2回実施しており、それぞれFP-1、FP-2と称す。試験時の加熱パターンはFP-1で室温$$rightarrow$$2000$$^{circ}C$$30分$$rightarrow$$3000$$^{circ}C$$30分、FP-2で室温$$rightarrow$$1500$$^{circ}C$$30分$$rightarrow$$2500$$^{circ}C$$30分であり、昇温速度はいずれも15K/sである。試料は燃焼度約65GWd/tの「常陽」照射MOX燃料(Pu濃度29wt%、初期O/M比1.99)から被覆管を除去したもの(重量約10g)を用いた。試験時及び試験後において、付帯する分析機器(ガス質量分析、ガスクロマトグラフ、$$gamma$$線スペクトロメトリ)でFP放出挙動を観察した結果は以下のとおりである。(1)$$gamma$$線スペクトロメトリでは主にCsの放出及びサンプリング部品への付着挙動を観察し、以下の結果を得た。・Csは昇温と同時に急激に放出された。生成過程が異なるCs-134とCs-137とでは放出の量が最も多くなる時刻がずれており、これらの核種における燃料内分布の差異によるものと考えられる。・Csサンプリング管に対する付着量はサンプリング管温度600$$^{circ}C$$以下で著しく、試験体から放出される量が小さい時又は試験体温度が低い時は450$$^{circ}C$$付近でピークを持つことがわかった。・Csの付着先は7割近くが焼結金属フィルタであり、これはFP-1とFP-2であまり変化が無かった。また、FP-1とFP-2においてサンプリング管と焼結金属フィルタに対する測定の計数率は同程度であった。・Rh(Ru)-106及びEu-154は本試験では燃料からほとんど放出しなかったことがわかった。(2)ガス分析では、主にKr、Xeの放出挙動を観察し、以下の結果を得た。・Krについては放出ガスのガス分析においてバースト的濃度上昇が観測された。その後遅れてXeの緩やかな濃度上昇が計測されたが、この時間遅れはヨウ素フィルタである銀ゼオライトの影響であった。・ペレット内からの全放出量はXeはFP-1試験で4.36$$times$$10の-5乗mol/g、FP-2試験では4.68$$times$$10の-5乗mol/gであった。また、Xeの放出ピークは摂氏1500度$$sim$$摂氏2000度付近にあると推定される。・本試験では、ペレット内に保持されたFPガス全量が放出したと推

Fission products (FPs) release tests from irradiated MOX fuel were performed in Alpha Gamma Facility (AGF) from viewpoint of "source term" evaluation. "Source term"means the species and the quantity of FPs and so on discharged to environment during nuclear reactor accidents. The tests are carried out two times, which names are "FP-1" and "FP-2", respectively. ln "FP-1" test, a fuel sample was heated for 30 minutes at 2000$$^{circ}$$C, and then for 30 minutes at 3000$$^{circ}$$C. In "FP-2", it did for 30 minutes at 1500$$^{circ}$$C, and then for 30 minutes at 2500$$^{circ}$$C. The heating rate is 15 K/sec for any heating processes. The samples (about 10g of weight) for the tests were irradiated to approximately 65 GWd/t in the experimental fast reactor, "Joyo", which cladding materials were removed. The Pu content and initial O/M ratio for each sample is 29wt% and 1.99, respectively. During and after the test, FP release behavior was observed with $$gamma$$-ray spectrometry, gas mass analysis and gas chromatograph. (1)The $$gamma$$-ray spectrometry mainly revealed the release and adhesion on sampling parts of Cs. The results of these experiments are as follows; (a)Cs suddenly was released from the sample as soon as the temperature was elevated. The peaks of Cs-134 and Cs-137 release rate are not identical. This probably results from difference of distribution between Cs-134 and Cs-137. (b)The adhesion profile of Cs on the sampling tubes is a function of the sampling tube temperature, and the adhesion quantity is large at regions less than 600$$^{circ}$$C. (c)About 70% of Cs releasing from the sample stuck on sintered metal filters for both FP-1 and FP-2 test. Cs quantities sticking on all of the sampling parts are identical for FP-1 and FP-2. (d)Rh(Ru)-106 and Eu-154 were scarcely released from the samples. (2)The gas analyses mainly revealed the release behavior of Kr and Xe. The results are summarized as follows; (a)Kr suddenly was released from the sample as ...

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