Ring compression ductility of high-burnup fuel cladding after exposure to simulated LOCA conditions

LOCA模擬条件を経験した高燃焼度燃料被覆管のリング圧縮試験における延性

永瀬 文久 ; 中頭 利則; 更田 豊志

Nagase, Fumihisa; Chuto, Toshinori; Fuketa, Toyoshi

LOCA模擬実験で破裂、1405から1484Kで酸化、急冷した高燃焼度燃料被覆管から採取した試験片に対しリング圧縮試験を行った。破損歪みと最大荷重は酸化量と水素濃度とともに減少した。300ないし400ppm以上の水素濃度では被覆管の脆化が見られた。LOCA模擬試験ではすべての被覆管が破断しなかったのに対し、リング圧縮試験では多くの試料が塑性変形せずに破損した。破断基準と脆化基準との間の明確な違いは、2つの試験における応力条件の違いによるものと考えられる。

Ring compression tests were conducted with specimens sampled from high-burnup fuel cladding segments which had been ruptured, oxidized at 1405 - 1484 K and quenched in the LOCA-simulated experiments. The plastic strain to failure and the maximum load decrease with increasing oxidation and hydrogen. Embrittlement of the cladding is seen when the hydrogen concentration is above 300 - 400 ppm. Although all the examined fuel cladding segments did not facture in the LOCA-simulated experiments, most the specimens failed without plastic deformation in the ring compression tests. The obvious discrepancy between the fracture/no-fracture criterion and the embrittlement criterion is likely caused by difference in the loading conditions in the two tests.