軸方向温度傾斜場でのジルカロイ2被覆管の酸化挙動

Oxidation behavior of zircaloy-2 cladding tube under axial temperature gradient

井岡 郁夫  ; 加藤 仁; 小河 浩晃  ; 吉田 啓之  

Ioka, Ikuo; Kato, Hitoshi; Ogawa, Hiroaki; Yoshida, Hiroyuki

使用済み燃料プールの冷却機能が喪失した場合、崩壊熱を有する使用済み燃料ピンは冷却水の蒸発に伴い水蒸気及び空気環境下に曝される。この時の燃料ピンの酸化は等温酸化条件と異なり、気液界面を含み温度傾斜場を有する厳しい条件と考えられる。そこで、軸方向温度傾斜場でのジルカロイ2の酸化挙動を調べた。酸化試験は、Arガス0.5L/minをキャリアガスとして飽和水蒸気中、600Cで実施した。軸方向の温度勾配は、約10C/mmであった。試験中に発生した水素ガス量を測定するとともに、試験後に酸化皮膜の分析を行った。水素ガスの発生量は試験初期に急増しピークを取った後、100ppm程度に低下した。温度傾斜での酸化は、水素発生量は若干増加したが、酸化皮膜厚さには顕著な差が認められなかった。

When the function of cooling system for a spent fuel pool loses, the spent fuel pin put under vapor and air environment. Oxidization of the spent fuel pin is considered to be the severe conditions, which have axial temperature gradient including an air-water interface. The oxidation behavior of the zircaloy-2 with axial temperature gradient was investigated. The oxidation test was carried out at 600C among saturation water vapor. The axial temperature gradient was about 10C/mm. The amount of hydrogen gas was measured during the examination, and the oxide film was analyzed. The amount of hydrogen gas decreased to about 100 ppm after increasing rapidly in early stages of the examination. Although oxidization by a temperature gradient increased the amount of hydrogen a little, there is no remarkable difference in oxide-film thickness.