国内における照射試験用金属燃料ピンの製造技術基盤の確立

Establishment of technological basis for fabrication of U-Pu-Zr ternary alloy fuel pins for irradiation tests in Japan

菊地 啓修 ; 中村 勤也*; 岩井 孝; 中島 邦久  ; 荒井 康夫; 尾形 孝成*

Kikuchi, Hironobu; Nakamura, Kinya*; Iwai, Takashi; Nakajima, Kunihisa; Arai, Yasuo; Ogata, Takanari*

原子力機構大洗研究開発センターの燃料研究棟に、国内で初めてとなる照射試験用U-Pu-Zr金属燃料ピン製造のための装置を整備し、製造技術基盤を確立した。新規に射出鋳造装置及びナトリウムボンディング装置を格納した高純度Arガス雰囲気グローブボックスを整備したほか、燃料研究棟に既存の設備群を金属燃料ピン製造目的に利用した。本技術資料では装置整備に加えて、酸化物を原料とした燃料母合金の調製,金属燃料スラグの製造,燃料ピン端栓溶接、及びナトリウムボンディングの技術確立について記載した。これらの技術は、原子力機構と電力中央研究所との共同研究で計画されている、高速実験炉「常陽」照射試験用燃料製造のほか、高速炉用金属燃料に関する基盤研究用の試料製造にも利用される。

A high-purity Ar gas atmosphere glovebox accommodating injection casting and sodium-bonding apparatuses was newly installed in Plutonium Fuel Research Facility (PFRF) of Oarai Research and Development Center, Japan Atomic Energy Agency. Past experiences in PFRF led to the establishment of technological basis of fabrication of U-Pu-Zr alloy fuel pin for the first time in Japan. After the injection casting of U-Pu-Zr alloy, the metallic fuel pins are fabricated by welding upper- and lower end plugs with cladding tube of ferritic-martensitic steel. Subsequent to the sodium bonding for filling the annular gap region between the U-Pu-Zr alloy and cladding tube with the melted sodium, the fuel pins are subjected to the inspection for irradiation tests. This paper summarizes the equipment of the apparatuses and the technological basis for fabrication of U-Pu-Zr alloy fuel pins for the coming irradiation test in the experimental fast test reactor JOYO.