Irradiation test plan of oxidation-resistant graphite in WWR-K research reactor

WWR-K研究炉における耐酸化黒鉛の照射計画

角田 淳弥 ; 柴田 大受 ; 坂場 成昭 ; 大崎 弘貴*; 加藤 秀樹*; 藤塚 公仁弘*; 武藤 剛範*; Gizatulin, S.*; Shaimerdenov, A.*; Dyussambayev, D.*; Chakrov, P.*

Sumita, Junya; Shibata, Taiju; Sakaba, Nariaki; Osaki, Hiroki*; Kato, Hideki*; Fujitsuka, Kunihiro*; Muto, Takenori*; Gizatulin, S.*; Shaimerdenov, A.*; Dyussambayev, D.*; Chakrov, P.*

黒鉛は、黒鉛減速・ヘリウム冷却炉である高温ガス炉(HTGR)の炉内構造物として使用される。HTGRの空気侵入事故時には、TRISO被覆燃料粒子の表面にSiOが形成され、SiCの酸化は進行せず、核分裂生成物は燃料粒子内に保持される。近年提案された安全性の新しい概念を導入した本質的安全高温ガス炉の安全性を究極に高めるため、耐酸化燃料を炉内黒鉛構造物使用に使用することで、TRISO被覆燃料粒子及び燃料コンパクトの破損を防ぐことが期待される。黒鉛の表面にSiCを被覆した黒鉛は、耐酸化黒鉛の候補材の一つであり、原子力機構と黒鉛製造メーカ4社は、耐酸化黒鉛開発の共同研究を立ち上げた。また、国際科学技術センターパートナープロジェクトの下、原子力機構とカザフスタン核物理研究所は、耐酸化黒鉛に及ぼす照射の影響の研究を開始した。照射試験に使用する黒鉛を選定するため、耐酸化黒鉛の予備酸化試験を実施した。本報告は、耐酸化黒鉛の予備酸化試験の結果、照射目試験計画、照射試験及び照射後試験計画について述べる。

Graphite materials are used for the in-core components of High Temperature Gas-cooled Reactor(HTGR)which is a graphite-moderated and helium gas-cooled reactor. In the case of air ingress accident in HTGR, SiO protective layer is formed on the surface of SiC layer in TRISO CFP and oxidation of SiC does not proceed and fission products are retained inside the fuel particle. A new safety concept for the HTGR, called Naturally Safe HTGR, has been recently proposed. To enhance the safety of Naturally Safe HTGR ultimately, it is expected that oxidation-resistant graphite is used for graphite components to prevent the TRISO CFPs and fuel compacts from failure. SiC coating is one of candidate methods for oxidation-resistant graphite. JAEA and four graphite companies launched R&Ds to develop the oxidation-resistant graphite and the International Science and Technology Center(ISTC) partner project with JAEA and INP was launched to investigate the irradiation effects on the oxidation-resistant graphite. To determine grades of the oxidation-resistant graphite which will be adopted as irradiation test, a preliminary oxidation test was carried out. This paper described the results of the preliminary oxidation test, the plan of out-of-pile test, irradiation test and post-irradiation test(PIE)of the oxidation-resistant graphite.