線スペクトル測定に基づく燃料ピンの内圧評価

Evaluation of fuel pin internal pressure by the 7 spectrum measurement

勝山 幸三 ; 藤島 雅継 ; 永峯 剛; 松元 愼一郎

Katsuyama, Kozo; Fujishima, Tadatsune; Nagamine, Tsuyoshi; Matsumoto, Shinichiro

燃料ピンの非破壊試験の一つである線スペクトル測定では、核分裂生成(FP)ガス の一核種である85Krを計測できる。その計測結果から、燃料ピン内に放出されたFP ガス量等を評価することができる。今回、高速実験炉｢常陽｣で照射された燃料ピンに対し、その計測及び評価を実施した。そこで計測した燃料ピンについては、さらにパンクチャ試験に供し、実際のFP ガス量及び内圧を求めた。その試験結果と比較し、85Kr計測値から得られた推定結果の妥当性を検証した。 主な結果を以下に示す。(1) 線スペクトル測定結果から導かれるFPガス量、燃料ピン内圧は、パンクチャ試験により得られるデータと比較し、誤差率25%以内であることを確認した。(2)継続照射が予定されている特殊燃料集合体(PFB090)に対して本手法を適用した結果、内圧が最も高い燃料ピンは、燃焼度が110GWD/tを超えるコンパートメント5に装荷された燃料ピンである。その値は、約50kg/cm2と推定された。

85Kr, which is one of gaseous nuclides generated in nuclear fissions, can be detected by gamma spectrum measurement. It is possible to calculate the fission gas amount discharged into the gas plenum of fuel pin and the inner pressure, based on the measurement data. In this study, the measurement and calculation were applied to the fuel pins irradiated in the experimental fast reactor JOY0. Then puncture testing was carried out for the applied fuel pins to measure fission gas amount and real inner pressure. As a result, it was confirmed that that calculated data were appropriate in general, compared with those gained by puncture testing. (1)The error of inner pressure calculated on the basis of gamma spectrum measurement is less than 25%, compared with the puncture test results. (2)As the result of this method applied to the fuels irradiation test rig (No.PFB090), the highest pressure was calculated in one of fuel pins loaded into N0.5 compartment, which burn-up was over 110 GWd/t. The pressure was about 50 Kg/cm2. This value was sufficiently less than that used in the fuel design.