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Fission gas release from high burnup mixed oxide (MOX) fuel pellets

高燃焼度混合酸化物(MOX)燃料ペレットからの核分裂生成ガス放出

天谷 政樹; 中村 仁一; 永瀬 文久

Amaya, Masaki; Nakamura, Jinichi; Nagase, Fumihisa

高燃焼度MOX燃料ペレットからの核分裂生成ガス放出(FGR)を、ハルデン炉で再照射中に燃料棒内圧を計測することにより調べた。再照射試験の最初の出力上昇において、燃料中心温度が約800$$^{circ}$$Cを超えた時に燃料棒内圧が急速に上昇した。この温度は、低燃焼度における1%FGRしきい温度の燃焼度依存性から予測される値より200$$^{circ}$$C程度低かった。測定されたFPガス放出率に基づき、燃料棒内でのFGRを支配するペレット破片の大きさを評価した。その結果から、再照射試験中に急速なFGRが観測された後でも、低及び中燃焼度で見られるような粒界トンネルやマイクロクラックの顕著な形成が起こらなかったことが示された。これは、試験燃料で観測された急速なFPガス放出が低及び中燃焼度と異なる機構で生じていることを示唆している。

Fission gas release (FGR) from the high burnup MOX fuel pellets was investigated by monitoring rod-internal pressure change during re-irradiation in the Halden reactor. At the first power ramp in the re-irradiation test, the internal pressures of the test rods abruptly increased when the fuel centre temperatures exceeded $$sim$$800$$^{circ}$$C, which was $$sim$$200$$^{circ}$$C lower than the 1% FGR threshold temperature expected from its burnup dependence in the low burnup region. The size of the pellet fragment which controls FGR in the test rod was evaluated based on the measured fractional FGR, and the results indicated that grain boundary tunnels and/or micro-cracks did not significantly form even after the increase of rod inner pressure was detected. This suggests that the abrupt FGR observed in the test rods was not due to the formation of grain boundary tunnels and/or micro-cracks, and the mechanism of FGR in the test rods differed from that in the low and middle burnup region.

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