Biaxial tensile testing of hydrided Zircaloy-4 cladding tubes at room temperature

水素化したジルカロイ4被覆管の室温における二軸荷重負荷試験

三原 武  

Mihara, Takeshi

燃焼の進んだ燃料の反応度事故模擬実験でみられているペレット被覆管相互作用(PCMI)破損に関し、被覆管に生じる多軸応力がその変形及び破損挙動に及ぼす影響を調べた。未照射の応力除去焼鈍被覆管に径方向水素化物配向処理を施した試料を対象に、室温で周応力に対する軸応力の応力比0.75で二軸荷重負荷試験を実施した。取得した軸・周応力及び軸・周ひずみから軸・周方向応力ひずみ曲線を求めた。これらの曲線から、配向処理なしの試料は塑性範囲で破損したのに対し、同処理有の試料は弾性範囲内で破損した。また、破損部断面金相より、径方向に水素化物配向した試料は径方向にき裂が進展しやすい傾向があったこと、及び破損時の周方向ひずみがNSRRにおけるRIA模擬試験で破損した高燃焼度BWR燃料のそれと同等であったことから、本試験で炉外で高燃焼度BWR燃料のPCMI破損を再現できる可能性を示した。また、配向処理ありの試料でき裂が被覆管肉厚中央部にも観察されたことから、き裂が中央部でも発生し、進展することで破損に至る可能性があることを示した。

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