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Fabrication of uniform ZrC coating layer for the coated fuel particle of the very high temperature reactor

超高温ガス炉燃料のための均質ZrC被覆層の製造

植田 祥平   ; 相原 純 ; 安田 淳; 石橋 英春; 高山 智生; 沢 和弘

Ueta, Shohei; Aihara, Jun; Yasuda, Atsushi; Ishibashi, Hideharu; Takayama, Tomoo; Sawa, Kazuhiro

超高温ガス炉(VHTR)は第四世代原子炉システムの最有力候補の一つである。VHTR燃料は、燃焼度約15$$sim$$20%FIMA,照射量6$$times$$10$$^{25}$$n/m$$^{2}$$(E$$>$$0.1MeV)までの安全性能を担保する必要があり、従来のSiC被覆燃料粒子では、これらの厳しい照射条件下での健全性を示す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)は、SiC被覆層に比べてより高温及びより高い照射下において健全性を保持すると期待される、炭化ジルコニウム(ZrC)被覆燃料粒子を開発した。JAEAは新たに2004年から、大型化を目指したZrC被覆技術開発,ZrC被覆層の検査技術開発及びZrC被覆粒子の照射試験を開始した。新規の被覆装置を用いたZrC被覆実験を開始し、被覆温度制御手法の改良により、均質なZrC層の製作に成功した。

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-ups of about 15 to 20%FIMA and fluences of 6$$times$$10$$^{25}$$ n/m$$^{2}$$(E$$>$$0.1 MeV). 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) developed Zirconium carbide (ZrC)-coated fuel particles which is expected to maintain its intactness under higher temperature and burn-up compared with SiC-coating layer. JAEA has newly started the development of coating process by large-scale and of inspection method, and the irradiation of ZrC-coated particles from 2004. The fabrication tests of ZrC-coating have been started by new-series coater, and uniform ZrC coating layer has successfully been fabricated by the improvement of temperature control technique.

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分野:Materials Science, Multidisciplinary

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