Revisiting the TMI-2 core melt specimens to verify the simulated corium for Fukushima Daiichi NPS

福島第一原子力発電所の模擬コリウム検証のためのTMI-2炉心熔融試料の再分析

高野 公秀 ; 小野澤 淳 ; 鈴木 美穂; 小畑 裕希

Takano, Masahide; Onozawa, Atsushi; Suzuki, Miho; Obata, Hiroki

福島第一原子力発電所事故で生じたコリウム(燃料デブリ)取り出しに向けて、その性状を予測するために種々の手法・条件で模擬コリウムを実験室規模で作製して生成相、組織、機械特性等のデータ取得と整理を進めている。一方で原子力科学研究所の燃料試験施設には、米国TMI-2事故で生じた炉心溶融物の試料が保管されており、これを再度観察、分析することで模擬コリウムの模擬性を検証するために用いた。急冷及び徐冷条件で作製した模擬コリウムと、TMI-2の上部クラスト部(急冷)及び熔融プール部(徐冷)をそれぞれ比較した結果、急冷条件では緻密な立方晶単相組織ができやすいのに対し、徐冷条件では高ウラン濃度の立方晶と低ウラン濃度の正方晶がミクロンサイズに分離した組織ができやすいという共通の傾向を確認した。

For the decommissioning of damaged cores of Fukushima Daiichi NPS, the retrieval operation of solidified core melt (corium) and its safe management are essential tasks. To understand characteristics of corium specific to the 1F cores, we have prepared and analyzed various types of simulated corium specimens in laboratory scale. To verify the effect of cooling condition found on the simulated corium, we revisit the actual corium specimens collected from the TMI-2 accident core, which have been stored at the Reactor Fuel Examination Facility (RFEF) in JAEA Tokai since 1991. Comparing the phases and microstructure, rapid-cooled specimens have dense microstructure and consist of single phase of cubic structure. On the other hand, the slow-cooled specimens consist of U-rich cubic and Zr-rich tetragonal phases distributed minutely. From these observations we have confirmed the similar dependence of microstructure and mechanical property on the cooling condition.