酸化物分散強化型フェライト鋼の硝酸溶解特性評価,2; 溶解工程の硝酸濃度等に対応した溶解量の検討

Dissolutions of oxide dispersion strengthened ferritic steels in various nitric acid solutions, 2; The Amount of the corrosion products in the dissolution process

井上 賢紀 ; 須藤 光雄; 小山 真一  ; 大塚 智史   ; 皆藤 威二 

Inoue, Masaki; Suto, Mitsuo; Koyama, Shinichi; Otsuka, Satoshi; Kaito, Takeji

高速増殖炉サイクル実用化段階の燃料被覆管の基準材料であるマルテンサイト系酸化物分散強化型フェライト鋼(9Cr-ODS鋼)の再処理システム適合性評価の一環として、溶解工程の硝酸濃度等に対応した溶解量を評価した。溶解液のなかの燃料被覆管成分の高濃度化による個別プロセスへの影響の観点からは最大値を示す最高温度炉心燃料集合体単体の溶解量、高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の発生量への影響の観点からはすべての炉心燃料集合体を積算した溶解量を算出した。溶解量の評価にあたっては、過去の高速炉における燃料ピン照射試験、ナトリウムループ試験等の結果をレビューし、炉内使用に伴う外面腐食,内面腐食等が硝酸溶解特性に及ぼす影響を考慮した評価方法を検討した。炉内使用の影響による溶解量の増分を評価したところ、流動ナトリウム環境特有の質量移行現象の発生条件に大きく依存することがわかった。

In order to exammine the applicability for advanced aqueous reprocessing system, the martensitic oxide dispersion strengthened ferritic steel (9Cr-ODS steel), which is the primary candidate material for high burnup fuel pin cladding tube in fast reactor cycle, was evaluated for the amount of corrosion products in the dissolution process. The quantity of corrosion products was calculated to investigate the influence of both various chemical processes and waste glass (vitrified high level radioactive wastes) by use of the results of a maximum cladding temperature fuel subassembly and the sum of all fuel subassemblies, respectively. The experimental results of immersion tests in flowing liquid sodium loops and fuel pin irradiation tests in fast reactors were reviewed to consider the effect of outer and inner corrosions in high burnup fuel pins on corrosion products. This work revealed that the sum of corrosion products depends largely on the mass transfer behavior in flowing liquid sodium.