Applicability evaluation of tagging-gas failed fuel detection and location system for sodium-cooled large reactor

タギングガス方式破損燃料位置検出器のナトリウム冷却大型炉への適合性評価

相澤 康介 ; 近澤 佳隆  

Aizawa, Kosuke; Chikazawa, Yoshitaka

ナトリウム冷却大型炉へ適合する破損燃料検出システムの検討を行っている。本研究では、保守補修性に優れるタギングガス方式破損燃料位置検出器の検討を行った。タギングガス方式破損燃料位置検出器の主な課題は、燃料ピン内のギャップコンダクタンスの低下、及び燃焼によるタギングガスの同位体比変化である。タギングガスとして用いるKrとXeの熱伝導率は、燃料ピン内に封入されているHeの熱伝導率より小さく、タギングガス方式破損燃料位置検出器を採用することで、燃料ピンのガスプレナムにおけるギャップコンダクタンスが低下する。したがって、タギングガス方式破損燃料位置検出器を採用するときにおける燃料最高温度の変化を解析した。JSFRは高燃焼度燃料を採用していることから、既往炉と比較して、タギングガスの同位体比が燃料により大きく変化することが予測される。それゆえ、JSFR条件における核変換とFPガス放出によるタギングガスの同位体比変化を評価した。これらの結果より、タギングガス方式破損燃料位置検出器のJSFRへの適合性を評価した。

Failed fuel detection and location system for an advanced loop-type sodium-cooled large fast reactor has been studied. In this study, a Tagging-gas (Tag) FFDL system has been investigated. Main concerns of the Tag-FFDL are; gap conductance decrease in the fuel pins and irradiation changing the isotope ratio of tagging gas. The heat conductivity of Kr and Xe used for the tagging gas are lower than that of He used in gas plenum of fuel pin. Thus, maximum fuel temperature with tagging gas FFDL system was analyzed to evaluate tagging gas effect on the fuel temperature. It is expected that the isotope ratio change due to irradiation becomes larger than conventional ones, since JSFR adopts high burnup fuel. Therefore, tag gas isotope change in the JSFR condition has been evaluated regarding transmutation and fission gas release. From the results of the investigations, applicability of Tag-FFDL for JSFR has been evaluated.