燃料被覆管の酸化挙動に及ぼす環境と温度の影響

Influence of environment and temperature on oxidation behavior of fuel cladding

根本 義之  ; 加治 芳行  ; 小川 千尋*; 中島 一雄*; 東條 匡志*

Nemoto, Yoshiyuki; Kaji, Yoshiyuki; Ogawa, Chihiro*; Nakashima, Kazuo*; Tojo, Masayuki*

使用済燃料プール(SFP)における冷却水喪失事故を想定した安全性向上研究として、燃料破損につながる燃料被覆管の高温での酸化挙動を把握することは重要である。SFP過酷事故時の燃料プール内の雰囲気は、空気と水蒸気の混合した雰囲気となる場合があると予測される。これまでにわれわれは、日本製の被覆管材料を用いた乾燥空気中での酸化試験を実施し、酸化モデルを提案してきた。しかし、空気と水蒸気が混合した環境での知見は十分でないことから、日本製のZry4を用いてSFP過酷事故を想定した雰囲気の流量条件での酸化試験を行い、SFP過酷事故条件での被覆管材料の酸化挙動に及ぼす温度及び雰囲気中の空気と水蒸気の混合比の影響について検討を行った。

To cope with the hypothetical loss-of-cooling or lost-of-coolant severe accident in spent fuel pools (SFPs), it is important to understand the high temperature oxidation behavior of the Zirconium claddings exposed in the air or in the atmosphere of air/steam mixture which are presumed for the environment in spent fuel rack internal in the SFP accident. The authors have investigated the detail of high temperature oxidation behavior of the Japanese fuel cladding materials in dry air with flow rate in the hypothetical SFP accident condition, and proposed oxidation models as well. Since there is not enough knowledge about influence of air / steam mixing ratio in atmosphere on cladding oxidation in SFP accident condition, the authors conducted high temperature oxidation tests of claddings in atmosphere of air / steam mixture with flow rate of hypothetical SFP accident condition, and investigated the influence of air / steam mixing ratio on cladding oxidation behavior.