Development of high temperature gas-cooled reactor (HTGR) fuel in Japan

日本における高温ガス炉(HTGR)燃料の開発

植田 祥平   ; 相原 純 ; 沢 和弘; 安田 淳*; 本田 真樹*; 降旗 昇*

Ueta, Shohei; Aihara, Jun; Sawa, Kazuhiro; Yasuda, Atsushi*; Honda, Masaki*; Furihata, Noboru*

日本における高温ガス炉(HTGR)燃料製造技術は、1960年代からのHTTR計画において原子力機構(JAEA)と原子燃料工業(NFI)が共同で開発を行ってきた。それをもとにして、NFIはHTTRの初装荷及び2次燃料(各0.9tU)を製造した。2010年3月までのHTTR初装荷燃料の高温長期連続運転によってその高い品質が確認された。この成果を踏まえて、高燃焼度用燃料を開発した。また、従来の燃料に用いられていた炭化珪素(SiC)層を炭化ジルコニウム(ZrC)層に置き換えた革新的な被覆燃料の開発のために、JAEAはZrC被覆条件を最適化するための試験を行い、被覆温度等の最適化の他、定比性などの特性を調べた。

In Japan, high temperature gas-cooled reactor (HTGR) fuel fabrication technologies have been developed by Nuclear Fuel Industries, Ltd. (NFI) with the collaboration of JAEA through the HTTR project since 1960's. NFI successfully fabricated first and second loading fuel (0.9 tU each) for the HTTR of JAEA. Its excellent quality was confirmed from the first loading fuel through the long-termed high temperature operation by the end of March 2010. Based on the HTTR fuel technologies, silicon carbide (SiC) coated fuel is being developed for burn-up extension. For an advanced fuel designs, replacement of the SiC layer by a zirconium carbide (ZrC) layer is a very promising example. JAEA has performed ZrC coating tests to investigate the influence of coating parameters and material properties such as stoichiometry and density of ZrC.