Present status of ZrC coated fuel particle development for very high temperature reactors in JAEA

原子力機構における超高温ガス炉用ZrC被覆燃料粒子開発の現状

沢 和弘; 植田 祥平   ; 相原 純 

Sawa, Kazuhiro; Ueta, Shohei; Aihara, Jun

超高温ガス炉(VHTR)は、第4世代原子炉の有力な候補の一つである。VHTR用燃料は、15-20%FIMAの高い燃焼度,610m(E0.1MeV)の高い中性子照射量まで優れた安全性を保つ必要がある。従来の炭化ケイ素(SiC)被覆燃料粒子では、このような厳しい条件まで健全性を保った実験データは得られていない。日本原子力研究開発機構(JAEA)では、SiC被覆層よりも高温・高燃焼度化で健全性を維持できると期待されている炭化ジルコニウム(ZrC)被覆燃料粒子の開発を進めて来た。JAEAでは、(1)大型化した蒸着装置によるZrC被覆工程開発,(2)ZrC被覆層の検査技術開発,(3)試作したZrC粒子の照射・照射後試験を開始した。本報では、これらのZrC被覆燃料粒子開発の現状について述べる。

The Very-High-Temperature Reactor (VHTR) is the one of the most promising candidates for the Generation IV Nuclear Energy System. The VHTR fuel should exhibit excellent safety performance up to burn-up of about 15 to 20 % fissions per initial metal atom (FIMA) and fluence of 610m (E0.1MeV). There is no experimental data which has proved the intactness of conventional SiC-coated fuel particles under such severe condition. Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has developed Zirconium carbide (ZrC)-coated fuel particle, the ZrC coating layer of which is expected to maintain its intactness under higher temperature and burn-up compared with SiC-coating layer. JAEA started (1) ZrC-coating process development by large-scale coater, (2) inspection method development of ZrC coating and (3) irradiation test and post irradiation experiment of ZrC coated particles. This paper presents present status of ZrC-coated fuel particle development in JAEA.