高速炉燃料のギャップコンダクタンスモデルの開発

Modeling of gap conductance for fast reactor fuels

十亀 求; 田中 健哉

Sogame, Motomu; Tanaka, Kenya

高速炉では、通常運転時及び運転時の過渡変化時において、さまざまな安全係数を考慮しても燃料ペレットの最高温度が融点を超えないように燃料を設計している。ここでは、ギャップコンダクタンスに及ぼす種々の燃料挙動を総合的に評価し、高出力,高燃焼度まで適用可能な、半経験的なギャップコンダクタンスモデルの開発を試みた。使用したデータは「常陽」, DFR, Rapsodie, Phenix, EBR-II, FFTFの照射燃料のものであり、照射開始時の燃料溶融試験や局所最大燃焼度150GWd/tまで照射したものを含む。モデルは、[ギャップコンダクタンス]=[ギャップガスの熱伝導度] / [熱的実効半径ギャップ]の形に単純化して、「熱的実効半径ギャップ」を半経験的にモデル化することとした。「熱的実効半径ギャップ」は30GWd/t以上かつ400W/cm以上では運転履歴にかかわらず数mのレベルまで減少する特徴があることが判明し、適切なモデル化により高燃焼度・高出力まで適用可能なギャップコンダクタンスモデルが作成可能である見通しが得られた。

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