New JMTR irradiation test plan on fuels and materials

JMTRを用いた新たな燃料と材料の照射試験計画

中村 武彦 ; 西山 裕孝 ; 知見 康弘; 笹島 栄夫 ; 扇柳 仁 ; 中村 仁一 ; 鈴木 雅秀; 河村 弘

Nakamura, Takehiko; Nishiyama, Yutaka; Chimi, Yasuhiro; Sasajima, Hideo; Ogiyanagi, Jin; Nakamura, Jinichi; Suzuki, Masahide; Kawamura, Hiroshi

軽水炉の長期利用や高度利用における安全性を維持向上するためには、燃料や材料の照射挙動を適切に把握することが非常に重要である。日本政府と日本原子力研究開発機構は、現行軽水炉の高経年化や高度利用並びに次世代軽水炉の開発における照射にかかわる課題の解決に貢献するため、材料試験炉(JMTR)を改修し新たな試験装置を整備することとした。この中で異常過渡時や高負荷運転時の燃料の健全性を調べる試験を計画している。2011年に終了するJMTRの改修後、まず新型燃料の出力急昇試験を行う計画である。JMTRの新たな燃料照射試験は、NSRRでの反応度事故模擬試験やホットラボを用いたLOCA試験と組合せることで、高燃焼度燃料の通常運転時から異常過渡,事故までを広くカバーする総合的な研究を成す。材料照射試験では、原子炉圧力容器鋼の破壊靭性試験,ステンレス鋼の応力腐食割れ試験,ハフニウムなど原子力材料の照射試験を計画している。これらの照射研究は現状の課題に応えるばかりでなく、顕在化してないトラブルにプロアクティブに対応するための課題の同定に貢献することが期待される。

In order to maintain and enhance safety of light water reactors in long-term and up-graded operations, proper understanding of irradiation behavior of fuels and materials is essentially important. Japanese government and the Japan Atomic Energy Agency have decided to refurbish the JMTR and to install new tests rigs, in order to play an active role for solving irradiation related issues on plant aging and high-duty uses of the current LWRs and on development of next-generation reactors. New tests on fuel integrity under simulated abnormal transients and high-duty irradiation conditions are planned in the JMTR. Power ramp tests of new design fuel rods will also be performed in the first stage of the program, which is expected to start in year 2011 after refurbishment of the JMTR. Combination of the JMTR tests with simulated reactivity initiated accident tests in the NSRR and loss of coolant accident tests in hot laboratories would serve as the integrated fuel safety research on the high performance fuels at extended burnups, covering from the normal to the accident conditions, including abnormal transients. For the materials irradiation, fracture toughness of reactor vessel steels and stress corrosion cracking behavior of stainless steels are being studied in addition to basic irradiation behavior of nuclear materials such as hafnium. The irradiation studies would contribute not only to solve the current problems but also to identify possible seeds of troubles and to make proactive responses.