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R&D plan for development of oxidation-resistant graphite and investigation of oxidation behavior of SiC coated fuel particle to enhance safety of HTGR

高温ガス炉の安全性向上するための耐酸化黒鉛材料とSiC被覆燃料粒子の酸化挙動に関する研究開発計画

植田 祥平   ; 角田 淳弥 ; 柴田 大受 ; 相原 純 ; 藤田 一郎*; 大橋 純*; 永石 賢英*; 武藤 剛範*; 沢 和弘; 坂場 成昭 

Ueta, Shohei; Sumita, Junya; Shibata, Taiju; Aihara, Jun; Fujita, Ichiro*; Ohashi, Jun*; Nagaishi, Yoshihide*; Muto, Takenori*; Sawa, Kazuhiro; Sakaba, Nariaki

空気/水蒸気侵入事故のように設計を超える条件においても、固有の安全性によって環境中への核分裂生成物の放出を抑制できる本質安全高温ガス炉が新たに提案されている。本質安全高温ガス炉においては、空気/水蒸気侵入事故においても黒鉛スリーブと燃料コンパクトと炭化ケイ素(SiC)被覆燃料粒子で構成する燃料棒の形状を維持し再臨界を防止することが重要であり、耐酸化特性を付与した黒鉛材料を適用できればこれが可能となる。本論では、照射試験並びに炉外試験を通じてのSiC傾斜層を有する耐酸化黒鉛の開発とともに、SiCの酸化によって形成され耐酸化性を有する二酸化ケイ素(SiO$$_{2}$$)皮膜の形成条件について立案した研究計画について述べる。

A new concept of the High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR), so-called the Naturally Safe HTGR, is proposed as a challenge to assure no event sequences to the harmful release of radioactive materials even when the design extension conditions such as the air/water ingress accidents occur by deterministic approach based on the inherent safety features of the HTGR. For the Naturally Safe HTGR it is important to prevent recriticality accidents by keeping the geometry of the fuel rod which consists of the graphite sleeve, fuel compact and SiC-TRISO coated fuel particle, and by improving the oxidation resistance of the graphite when air/water ingress accidents occur. This paper describes the R&D plan for un-irradiation and irradiation test under simulating air/water ingress accident condition to develop oxidation-resistant graphite and to investigate the oxidation behavior of SiC coated fuel particle.

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