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高耐食性スーパーODSフェライト鋼の模擬FP反応試験

Out of pile FCCI susceptibility test of super ODS ferritic steel

大塚 智史; 皆藤 威二; 井上 賢紀; 奥田 隆成*; 木村 晃彦*; 鵜飼 重治*; 大貫 惣明*; 藤澤 敏治*; 阿部 冨士雄*

Otsuka, Satoshi; Kaito, Takeji; Inoue, Masaki; Okuda, Takanari*; Kimura, Akihiko*; Ukai, Shigeharu*; Onuki, Somei*; Fujisawa, Toshiharu*; Abe, Fujio*

高燃焼度化に伴い重要となる燃料-被覆管化学的相互作用(FCCI)に対する耐食性の付与を重要課題の一つと位置付け、鉛ビスマス冷却高速炉(LBE-FR)と超臨界圧水冷却高速炉(SCW-FR)用の高耐食性ODSフェライト鋼被覆管の開発を進めている。原子力機構での従来研究により、FCCIには反応性の高いCs, TeとIが関与すること、及び模擬FPとしてCsOH/CsI混合物を用いた場合に炉内でしばしば観察される内面腐食に近い形態が観察されることがわかっている。本研究では、高耐食性ODSフェライト鋼の成分設計に関する指針を得るため、模擬FPとしてCsOH/CsI混合物を用い、Cs, Iとの反応性に及ぼすCr濃度とAl添加効果の評価を行った。本検討により、Crの増量もしくはAlの減量に伴い耐模擬FP反応性が向上することがわかった。また、Alを添加した場合でもCrを増量すれば、SUS316以上の優れた耐FCCI特性を確保できる見通しが得られた。

Corrosion-resistant super ODS ferritic steels are being developed for high-burn up fuel cladding material for LBE-cooled fast reactor and SCW-cooled fast reactor. One of the critical tasks is to ensure the resistance to fuel-cladding chemical interaction(FCCI) of the cladding material. JAEA reseraches showed that the volatile elements Cs, Te and I play an important role in FCCI behavior, and that out of pile corrosion test using the CsOH/CsI mixture can provide the similar corrosion morphology to the actual inner face corrosion of spent fuel pin. This study elaluated the effects of diffenrence in Cr and Al concentrations brought on corrosion resistance to Cs and I. The corrosion resistance was improved by either increase of Cr concentration or removal of Al. The increase of Cr concentration is the key to improvement of FCCI resistance and can produce a satisfactory FCCI resistance surpassing SUS316, even if Al is added to the steel.

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