Cladding embrittlement under LOCA conditions, examined by two test methodologies

2つの試験手法により評価したLOCA条件下での被覆管脆化

永瀬 文久 ; 中頭 利則; 更田 豊志

Nagase, Fumihisa; Chuto, Toshinori; Fuketa, Toyoshi

LOCA時の被覆管脆化を調べるために、日本においてはLOCA過程を模擬した実験を、欧米においては酸化した被覆管のリング圧縮試験を行っている。2つの試験手法を比較し高燃焼度燃料に適した安全基準を検討するために、LOCA模擬試験に供した高燃焼度燃料被覆管に対し135Cでのリング圧縮試験を行った。酸化温度範囲は約1130から1210C、酸化量は約11から22%ECR、水素濃度は約200から1400ppmである。LOCA模擬試験では急冷時にも破断しなかった被覆管がリング圧縮試験では塑性変形をせずに破損した。急冷までに燃料に加わる負荷を考えれば、リング圧縮試験により得られる結果は保守的であると考えられる。

Experiments simulating the whole LOCA sequences are performed in Japan, while ring-compression tests of oxidized cladding are performed for evaluating cladding embrittlement in a LOCA. In order to compare the two test methodologies and discuss about the safety limits appropriate to the high burn-up fuel, the ring compression test at 135C was performed with specimens sampled from the high burn-up fuel cladding which was tested in the LOCA-simulated experiments. Oxidation temperature in the LOCA-simulated experiments ranges about 1130 to 1210C, the oxidation ranges about 11 to 22% ECR and hydrogen concentrations ranges about 200 to 1400 ppm. Although the examined high burn-up cladding did not fracture on the quenching in the LOCA-simulated experiments, the specimens fractured without showing plastic deformation in the ring compression tests. Considering the severity to the fuel, up to the quench phase, the ring compression test could provide conservative results.