高温ガス炉黒鉛構造物の熱伝導率に関するアニーリング効果の設計式検討(受託研究)

Investigation of design curve of annealing effect on thermal conductivity for graphite components of HTGR (Contract research)

角田 淳弥 ; 柴田 大受 ; 中川 繁昭  ; 伊与久 達夫; 沢 和弘

Sumita, Junya; Shibata, Taiju; Nakagawa, Shigeaki; Iyoku, Tatsuo; Sawa, Kazuhiro

高温ガス炉の炉内構造物に用いられる黒鉛材料は、運転中の中性子照射により熱伝導率が大きく低下するが、減圧事故等の事故時に照射温度以上の高温に加熱されるとアニーリング効果によって熱伝導率が回復することが期待できる。このアニーリング効果は、HTTRの燃料最高温度評価では解析の保守性の観点から考慮していないが、定量的な考慮ができれば、事故時の炉心温度挙動が合理的に高精度に評価できる。本研究は、高温ガス炉の事故時温度評価の高度化のため、中性子照射済試料を用いた試験結果からアニーリング効果を定量的に評価し、高温ガス炉に用いられる熱伝導率の設計式を提案するものである。

Neutron irradiation remarkably reduces the thermal conductivity of graphite components in HTGR. The reduced thermal conductivity is expected to be recovered by annealing of irradiation-induced defects, when the graphite components are heated above the irradiation temperature. The annealing effect is not considered in the maximum fuel temperature analysis of the HTTR design from a viewpoint of conservative evaluation for the maximum fuel temperature. Therefore, it is expected that the temperature evaluation at accident conditions could be carried out more accurately with a reasonable stand point by considering the annealing effect. In order to advance the evaluation method for temperature analysis of accident in the HTGR, the annealing effect on thermal conductivity of graphite was evaluated quantitatively and the design curve on the thermal conductivity for graphite components of HTGR was proposed in this study.