使用済燃料プールから取り出した燃料集合体の長期健全性評価,4; トレーサによる海水成分移行挙動評価

Evaluation of long-term integrity of the fuel assembly removed from the spent fuel pool, 4; Investigation of chloride ion transport phenomenon across the screw-gap between Zircaloy upper plug and stainless nut immersed in dilute artificial seawater containing Cl-36 ion

関尾 佳弘  ; 山県 一郎 ; 前田 宏治  

Sekio, Yoshihiro; Yamagata, Ichiro; Maeda, Koji

福島第一原子力発電所(1F)4号機で使用された軽水炉用燃料ロッドの上部端栓は、Zircaloy-2製ボルトとSUS304L製ナットで構成されており、ねじ部同士のあいだですきま構造を形成している。そのため、事故直後の海水投入事象により、このすきま部に海水成分が残留する場合、共用プールへの移送後においてもすきま腐食が発生し、燃料集合体の構造健全性に影響を与える可能性がある。このことから、Zircaloy-2製ボルトとSUS304L製ナットのすきま部における海水成分の移行挙動(又は残留挙動)を評価する必要がある。本研究では、海水成分の移行挙動を、特に海水成分のCl成分に着目して、事故当初の1F4号機使用済燃料プール(SFP)を模擬した水質条件下にて、放射性トレーサCl-36を含む溶液を用いて調査した。浸漬試験後の放射能分布測定の結果、ボルト・ナットのすきま部に侵入したCl成分は、水質改善(塩化物イオン濃度の低下)に伴って取り除かれることを確認した。

The upper plug of a fuel rod used for the spent fuel pool (SFP) of Unit 4 in Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (1F) consists of Zircaloy-2 bolt and SUS304L nut, and it forms the screw-gap structure. Therefore, when seawater constituents stays behind in this gap structure by a seawater injection after the accident, crevice corrosion might occurs. This may have an influence on the integrity of a fuel assembly stored in common pool. It is necessary to estimate transport phenomenon of seawater constituents across the screw-gap structure. In this study, the transport phenomenon of seawater constituents was investigated using especially radioactive tracer Cl-36 by simulating the immersion condition experienced for the SFP of Unit 4 in 1F. From the results, it was confirmed that the Clion was removed from the screw-gap structure by water quality improvement (the decrease of Cl concentration in test solution).