FEMAXI-7 analysis on behavior of medium and high burnup BWR fuels during base-irradiation and power ramp

FEMAXI-7によるベース照射及び出力急昇中における中及び高燃焼度BWR燃料の照射挙動解析

扇柳 仁 ; 塙 悟史 ; 鈴木 元衛; 永瀬 文久 

Ogiyanagi, Jin; Hanawa, Satoshi; Suzuki, Motoe; Nagase, Fumihisa

中高燃焼度BWR燃料の発電炉ベース照射中及び研究炉出力急昇試験中の照射挙動を、燃料挙動解析コードFEMAXI-7を用いて評価した。ベース照射後のFPガス放出率(FGR)及び出力急昇試験前後の被覆管外径プロファイルの計算値は、照射後試験による実測値とほぼ一致した。出力急昇試験中のFGRに関しては、Turnbullモデルによって得られるFPガスのペレット内拡散係数を100倍にすることで、既存のFGRモデルを用いて燃料中心温度1800CまでのFGRを再現できることがわかった。出力急昇試験前後の被覆管のリッジング変形に関しては、FEMAXI-7の二次元局所PCMI解析により、PIEデータをほぼ再現できた。以上の結果から、FEMAXI-7により、中高燃焼度BWR燃料における複雑な熱的・機械的相互作用を適切に評価できることが示された。

Irradiation behavior of medium and high burnup BWR fuels during base-irradiation and power ramp test is analyzed by a fuel performance code FEMAXI-7. The calculated values such as fission gas release after the base-irradiation and a cladding diameter profile before and after the ramp test show a reasonable agreement with measured PIE data. It was also found that the code can reasonably predict the FGR at high temperature condition up to 1800C of pellet center temperature by using the FGR model indigenous to the code and the enhanced value of the original Turnbull model of fission gas atoms diffusion constant. For the ridging deformation of the cladding before and after the ramp test, the local PCMI analysis with 2-D geometry in FEMAXI-7 gave a reasonable agreement with the PIE data. Thus, it is demonstrated that the FEMAXI-7 code can give an appropriate insight into the complicated thermal and mechanical interactions in medium and high burnup BWR fuel rods.