検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

高燃焼度燃料の事故時挙動に関する研究

Research on high burnup fuel behavior under accident conditions

杉山 智之; 福田 拓司; 永瀬 文久

Sugiyama, Tomoyuki; Fukuda, Takuji; Nagase, Fumihisa

原子炉が安全に設計されていることを確認するため、通常運転時に加え、さまざまな事故を想定した場合についても安全評価が行われる。このような事故は設計基準事故と呼ばれ、その1つが、制御棒が急に抜けた際の出力暴走すなわち反応度事故(RIA)である。高燃焼度燃料では被覆管が脆化しているため、RIA時の燃料ペレットの急速な熱膨張により押し拡げられて破損に至る可能性がある。破損限界の評価には機械特性試験が効果的だが、高燃焼度燃料では被覆管とペレットが固着しているため、従来実施されてきた単軸応力負荷や内圧負荷を与える試験では正しい応力状態を再現できない。そこで、本研究では被覆管に軸力と内圧を複合させて与え、任意の多軸応力負荷条件で変形・破壊挙動のデータを取得できる多軸応力負荷試験機を開発した。現在、同試験機を用いて未照射ジルカロイ4被覆管の変形・破損挙動の詳細なデータを蓄積している。これらのデータはRIA時の燃料破損限界の高精度な予測・評価に活用される。

To confirm the reactor safety design, safety reviews are performed under accident conditions as well as under normal operation conditions. One of such design basis accidents is the reactivity-initiated accident (RIA); a reactor excursion typically caused by rapid ejection of the control rod. In case of high burnup fuel, mechanical failure of corroded cladding can occur due to the rapid thermal expansion of fuel pellet. Cladding mechanical test is effective to evaluate the failure limit, but the conventional tests using axial tension or hydraulic pressure cannot represent the biaxial stress state during RIA, which is generated in the cladding chemically bonded with the fuel pellet. Therefore, the biaxial stress testing apparatus was developed, which simulates the stress condition in RIA by the simultaneous axial load and hydraulic pressurization. Mechanical properties of zircaloy-4 cladding are being acquired with the apparatus to improve the accuracy of fuel failure limit evaluation.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.