反応度事故(RIA)及び冷却材喪失事故(LOCA)条件下における高燃焼度燃料の挙動,7; LOCA時の被覆管酸化挙動

Behavior of high burnup fuels under Reactivity-Initiated Accident (RIA) and Loss-of-Coolant Accident (LOCA) conditions, 7; Oxidation behavior of fuel cladding in a LOCA

中頭 利則; 永瀬 文久 ; 小野 勝人; 更田 豊志

Chuto, Toshinori; Nagase, Fumihisa; Ono, Katsuto; Fuketa, Toyoshi

高燃焼度化に伴う被覆管腐食層の成長や水素吸収量の増大は、LOCA時の酸化挙動に影響を及ぼす可能性があることから、本研究においては、欧州の原子炉で国内許可燃焼度を超える高い燃焼度まで照射された燃料被覆管から試料を採取し、水蒸気雰囲気における等温酸化試験を行って、重量増加及び酸化層成長に関する酸化速度を評価した。高燃焼度被覆管では原子炉照射中に形成された初期酸化層により高温酸化が抑制され、酸化速度は未照射被覆管に比べて低下する傾向を示した。一方、調べた試験条件の範囲では、合金組成による酸化速度の違いはほとんどないことが明らかとなった。

In order to investigate effect of burnup on high temperature oxidation of the advanced cladding alloys, isothermal oxidation tests were performed with specimens prepared from high burnup fuel cladding which were irradiated up to 79 MWd/kg as well as non-irradiated cladding. Oxidation kinetics was evaluated from weight gain and oxide layer growth. Oxide layer thickness on the cladding outside diameter (OD) is smaller in the irradiated cladding. It is considered that the oxidation at the cladding OD was suppressed by the pre-formed corrosion layer. Results of the weight gain measurement also suggest lower oxidation rates in the irradiated cladding. Difference in the alloy composition hardly affected the oxidation rates.