High temperature physicochemical properties of irradiated fast reactor fuels

照射済高速炉燃料の高温での物理化学的性質

佐藤 勇; 廣沢 孝志  ; 田中 康介  ; 須藤 光雄; 小山 真一  

Sato, Isamu; Hirosawa, Takashi; Tanaka, Kosuke; Suto, Mitsuo; Koyama, Shinichi

核燃料は、低温よりも高温の方が高い出力が得られるため、一般に高温条件下で使用される。それゆえ、高温挙動には燃料設計の際に考慮されるべきである。加えて、福島第一原子力発電所のようなシビアアクシデントに対する安全のためにも、燃料元素や核分裂生成物(FP)の溶融及び蒸発挙動(または放出挙動)をよく理解することが必要とされる。原子力機構の照射燃料試験施設(AGF)は、照射済高速炉燃料の高温挙動に関する研究に30年以上進めている。研究テーマとしては、燃料設計や炉心安全設計のための照射済燃料の融点やFP放出挙動などを取得してきた。ここでは、AGFでのアクティビティを以下のように紹介する。(1)融点測定、(2)高温における固体FPとFPガス放出、(3)燃焼時の燃料中のHeガス保持、(4)高温におけるアクチニド元素の放出挙動

Nuclear fuels are generally used under high temperature conditions, since the thermal efficiency under high temperature is higher than one under low temperature. Therefore, high temperature behavior must be made consideration in the fuel design. In addition, as to security against severe accidents like at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, it is needed that the high temperature behavior such as melting and vaporization (and/or release) of fuel elements and fission products (FPs) is well understood. Alpha-Gamma Facility (AGF) of JAEA is concerned with researches on high temperature behavior of irradiated fast reactor fuels for more than 30 years, where melting temperatures of irradiated fuels, FPs release behavior from them under high temperature and so on have been obtained and evaluated due to the fuel design and the reactor safety design.