高温ガス炉の安全性向上のための革新的燃料要素に関する研究,4; 耐酸化燃料要素の成形モデルの構築

Research on advanced fuel element for upgrading safety of high temperature gas-cooled reactors, 4; Modeling for casting oxidation resistant fuel element reactors

黒田 雅利*; 東條 拓也*; 山本 健義*; 相原 純 ; 橘 幸男 

Kuroda, Masatoshi*; Tojo, Takuya*; Yamamoto, Takenori*; Aihara, Jun; Tachibana, Yukio

高温ガス炉は固有の安全性を有する第4世代原子炉である。しかしながら、高温ガス炉特有の事故である空気侵入事故時に想定をはるかに超える空気が炉内に侵入した場合には、燃料要素が酸化する恐れがある。そのため、燃料要素自体に耐酸化性能を有する耐酸化燃料要素の研究開発が現在進められている。燃料要素の健全性が事故時においても維持されるためには、高強度な耐酸化燃料要素の作製技術が求められる。そこで本研究では、耐酸化燃料要素の成形体の強度に影響を及ぼすパラメータとしてホットプレス条件を取り上げ、統計的手法を適用することによりホットプレス条件から成形体の強度を予測できるモデルを作成した。またそのモデルにより高強度な耐酸化燃料要素を作製できるホットプレス条件を予測した。

High temperature gas-cooled reactor (HTGR) is a fourth generation nuclear reactor with inherent safety. In recent years, fuel elements with oxidation resistance has been developed for use in HTGR. In order to maintain the structural integrity of the oxidation resistant fuel element under accident conditions, a technique to fabricate a high-strength fuel should be required. In the present study, hot pressing conditions have been considered as the parameters which affect the strength of the oxidation resistant fuel compact, and a model has been created to predict the strength of the fuel compact from the hot pressing conditions by applying statistical approaches. The hot pressing conditions which can fabricate the high-strength oxidation resistant fuel element were also predicted by the model.