実海水を用いたジルカロイ-2照射材の浸漬試験

Seawater immersion tests of irradiated Zircaloy-2 cladding tube

関尾 佳弘  ; 林 長宏; 山県 一郎 ; 佐々木 新治  ; 益子 真一*; 井上 賢紀 ; 山下 真一郎   ; 前田 宏治  

Sekio, Yoshihiro; Hayashi, Takehiro; Yamagata, Ichiro; Sasaki, Shinji; Mashiko, Shinichi*; Inoue, Masaki; Yamashita, Shinichiro; Maeda, Koji

福島第一原子力発電所では、東日本大震災による電源喪失に伴い、使用済燃料プール内の燃料を冷却するために海水の注入が行われた。海水に曝された燃料集合体の健全性評価に資するため、前報では燃料集合体部材の腐食挙動や強度特性に及ぼす塩化物イオン等の影響を評価する目的で、ジルカロイ-2燃料被覆管に対して人工海水原液を用いた約1,000時間までの浸漬試験及び浸漬後の引張試験を実施し、ジルカロイ-2燃料被覆管の照射材・非照射材ともに顕著な影響が現れていないことを確認している。一方、実際の海水には塩化物イオンに限らず、他の微量元素、懸濁物等が混入している。そのため、本試験では、ジルカロイ-2燃料被覆管の腐食挙動や強度特性に及ぼす実海水特有成分の影響を評価する目的で、ジルカロイ-2燃料被覆管の実海水浸漬試験及び浸漬後のリング引張試験を実施し、前報の人工海水浸漬試験結果との比較から、その影響を評価した。この結果、照射の有無に関わらず、ジルカロイ-2被覆管の強度特性の劣化が生じなかったことから、腐食挙動や強度特性に及ぼす実海水特有成分の影響は小さいと考えられる。

In the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident, seawater was temporarily injected into the spent fuel pools since water cooling and feeding functions were lost. For fuel assemblies which experienced seawater immersion, surface corrosion due to seawater constituents and the resultant degradation of mechanical property are of concern. Therefore, in order to assess the integrity of cladding tubes, the effects of seawater immersion on corrosion behavior and mechanical properties for especially irradiated Zircaloy-2 cladding tube were investigated in the present study. As a result, no obvious surface corrosion and no significant degradation in the tensile strength property were observed after both artificial and natural seawater immersion tests. This suggests that the effects of seawater immersions on corrosion behavior and mechanical property (especially tensile property) for irradiated Zircaloy-2 cladding tube are probably negligible.