スフェアパック燃料ピン製造時における小粒子浸透過程の観察

Observation of Small Particles Infiltration Process in Sphere-Pac Fuel Pin Fabrication

石井 克典 ; 鈴木 政浩 ; 木原 義之; 藤井 寛一*

Ishii, Katsunori; Suzuki, Masahiro; Kihara, Yoshiyuki; Fujii, Kanichi*

スフェアパック燃料ピンの製造条件の最適化に資するために、マイクロフォーカス型X線CT装置を用いて、小粒子浸透中の燃料ピンの内部構造を観察した。振動により落下中の小粒子は、大粒子充填体の空隙の一部を閉塞させることがある。また落下した小粒子は燃料ピン下端に到達し、大粒子充填体の空隙を満たし、充填が完了した層を形成する。この層が充填カラムの下部から上部に成長することにより、スフェアパックの充填プロセスが進行する。充填カラムの上端には、大粒子と管壁に小粒子が完全に入り込んだ特異層が、振動開始直後に形成され、その構造は充填完了後も変化しない。特異層の形成は振動充填シミュレーション結果と定性的に一致した。

To optimize sphere-pac fuel pin fabrication process, internal structure of fuel pin under small particles infiltration process was observed by micro focus X-ray CT system. Some small particles block the space among large particles. Small particles arrive at the bottom of fuel column, and fill the space among large particles, and form completed packing layer. Sphere-pac process progresses with growth of the layer from bottom to top of the column. A unique layer is formed around the top of fuel column shot time after starting vibration. Small particles completely intrude between large particles and pin wall in the layer. The structure never changes after completion of small particles infiltration process. The formation of the unique layer can be qualitatively explained by simulation.