高速炉MOX燃料用酸素ゲッター材の開発,4; チタンペレット方式の検討

Development of oxygen getter materials for FBR MOX fuel, 4; Study for the titanium pellet option

森平 正之 ; 水迫 文樹*; 永田 章人*; 高安 輝樹*

Morihira, Masayuki; Mizusako, Fumiki*; Nagata, Akito*; Takayasu, Teruki*

高速炉サイクルの実用期には集合体ピーク250GWd/tの高燃焼度化の実現が求められるが、燃焼度とともに被覆管の内面腐食が進むことから、照射中に生じる余剰酸素を除去することにより腐蝕の抑制を図る必要があり、酸素ゲッター法の検討を行っている。酸素ゲッターの概念は古くからあり、近年ではロシアがバイパック燃料に金属ウラン粒子ゲッターを適用することにより内面腐蝕を良好に制御しているが、ペレット燃料への酸素ゲッターの適用についての報告は少ない。このため、ペレット燃料用酸素ゲッターの概念構築とその実現性の評価を進めている。前回までに候補材として金属チタンを選定し、照射時の溶融等を回避しつつ余剰酸素の吸収に必要な適切な温度を確保し、なおかつその酸化時の体積膨張を吸収する方法として、ロール状に巻いたチタン箔を燃料要素内の上部軸方向ブランケット領域の下端に装荷するチタンロールペレット方式を提案した。今回はチタンロールペレットの製作性と酸化挙動について評価するとともに、チタンの酸化挙動にかかわる追加データの取得を行った。

Cladding inner corrosion is one of the life controlling factors of FBR MOX fuels and it depends on the oxygen potential in a fuel element. The oxygen getter method is idea way to locate metal fragments in a fuel element as an excess oxygen absorber. Since almost nothing has been reported concerning the application of an oxygen getter in pellet type fuels, conceptual development of the oxygen getter for pellet type MOX fuel and a feasibility study has been conducted. In the previous study, titanium was chosen as the most promising candidate material. Concerning the method to install the getter material in a fuel element, an option to locate titanium pellets in the upper axial blanket region was proposed. In this case, it is necessary to reduce the smear density. To realize it, the titanium roll pellet option was proposed. In this study, producibility of titanium roll pellets and their oxidation behavior were evaluated. Additional oxidation data for titanium was also obtained.