高速実験炉「常陽」照射試験用金属燃料要素の製造

Fabrication of U-Pu-Zr metallic fuel elements for the irradiation test at experimental fast test reactor Joyo

中村 勤也*; 尾形 孝成*; 菊地 啓修 ; 岩井 孝; 中島 邦久  ; 加藤 徹也*; 荒井 康夫; 魚住 浩一*; 土方 孝敏*; 小山 正史*; 大森 雄; 三村 英明; 板垣 亘  ; 曽我 知則 ; 青山 卓史 

Nakamura, Kinya*; Ogata, Takanari*; Kikuchi, Hironobu; Iwai, Takashi; Nakajima, Kunihisa; Kato, Tetsuya*; Arai, Yasuo; Uozumi, Koichi*; Hijikata, Takatoshi*; Koyama, Tadafumi*; Omori, Tsuyoshi; Mimura, Hideaki; Itagaki, Wataru; Soga, Tomonori; Aoyama, Takafumi

「常陽」での照射試験を目的として、金属ウラン,ウラン-プルトニウム合金及び金属ジルコニウムを原料に、U-20Pu-10Zr燃料スラグを射出鋳造法により製造した。いずれの燃料スラグも表面は滑らかであり、合金組成,密度,長さ,直径,不純物濃度も製造仕様を満足した。製造した燃料スラグを、熱ボンド材,熱遮へい体及び要素反射体とともに下部端栓付被覆管に充填してTIG溶接を行い、ナトリウムボンド型金属燃料要素6本を組み立てた。これらの燃料要素は、今後B型照射燃料集合体に組み立てられた後、「常陽」に装荷されて国内で初めてとなる金属燃料の照射試験が実施される予定である。

Sodium-bonded metallic fuel elements were fabricated for the first time in Japan for the irradiation test in the experimental fast test reactor JOYO. U-20Pu-10Zr fuel slugs of 200 mm in length and approximately 5 mm in diameter were fabricated in a small-scale injection casting furnace. Each fuel slug was loaded into the ferritic martenstic stainless steel (PNC-FMS) cladding tube with the sodium thermal bond, thermal insulator and reflector in a helium gas atmosphere glove box. After top-end plug welding to the cladding tube and heat treatment of the welding area, each fuel element was subjected to the sodium bonding process. After the inspection such as element length, gas plenum length and helium-leak tightness, six metallic fuel elements are transported to the JOYO site for the coming irradiation test.