In-core integrity of the 4.8gU/cc silicide fuels fabricated by B&W and CERCA

B&W及びCERCA社で作製された4.8gU/ccシリサイド燃料の炉内健全性

柳澤 和章

Yanagisawa, Kazuaki

B&W社で作製したシリサイド燃料(熱電対1本付き)及びセルカ社で作製したシリサイド燃料(熱電対無)を、ともに投入反応度1.43ドル()でパルス照射した。得られた発熱量は前者が115cal/gfuel plateで、後者が98cal/gfuel plateであった。両者に関する炉内燃料過渡性能を直接比較するとともに、実施済みの4.8g/ccシリサイド燃料の過渡性能を比較用レファレンスとして使用した。(1)B&W社製の燃料に関する核沸騰離脱温度(DNB)は154Cであり、レファレンスが有するDNB温度の18218Cと比較して低かった。(2)クエンチ時、B&W燃料はクエンチ温度差Tとして269C(破損しきい値は94C)を示し、クエンチ時間tqとして0.079秒(破損しきい値は0.13秒)を示した。このような状況で燃料は破損に至った。破損様式は燃料板貫通割れで溶接熱電対#1の近傍で発生していた。また、未貫通割れが燃料板上部近傍で発生した。CERCA社製燃料板は破損しなかったが、炉内計装が何もなかったため破損メカニズムに関する議論ができない。

The silicide fuel fabricated by B&W (one TC) and that fabricated by CERCA (no TC) was pulsed with the reactivity of 1.43 dollar ($). The energy deposition was 115 cal per gram for the former and 98 cal per gram for the latter. In core transient fuel performance of the two was directly compared, using the data obtained from 4.8g/cc silicide fuels as the references. (1) The onset of DNB temperature for the B&W fuel was 154 C, which was the lowest among the references. (2) During the quenching, the B&W fuel had 269 C for the temperature difference (94 C for failure) and 0.079s for the time to quench (0.13s for failure). This situation brought the quench failure to the fuel. The failure mode was the through plate cracking. The CERCA fuel did not fail not telling the details due to the no in-core instrument.