シビアアクシデント時の燃料破損・溶融過程解析手法の高度化,1-8; 凝固モデル検証データの取得

Advanced multi-scale modeling and experimental tests on fuel degradation in severe accident conditions, 1-8; Acquisition of experimental data for verification of solidification modeling

須藤 彩子 ; 水迫 文樹*; 星野 国義*; 佐藤 拓未 ; 永江 勇二 ; 倉田 正輝 

Sudo, Ayako; Mizusako, Fumiki*; Hoshino, Kuniyoshi*; Sato, Takumi; Nagae, Yuji; Kurata, Masaki

本試験では、燃料デブリの凝固過程解析モデルの開発に向け、高周波誘導加熱による酸化物模擬デブリの溶融・凝固試験を行い、冷却速度の違いが相形成や成層化へ与える影響に係る知見を取得した。酸化物系模擬デブリの調製には、UO, ZrO, 模擬FP酸化物, FeO及びBCの粉末試薬を用いた。まず、UO, ZrO, 模擬FP酸化物粉末を混合し、ペレット状に焼結した後に破砕し、次に、この破砕物とFeO, BCの粉末を混合してタングステンるつぼに装荷し加熱試験に供試した。高周波誘導加熱炉内で、Ar雰囲気中で2600Cまで昇温、5分間保持した後、炉冷(No.1), 徐冷(5C/min、No.2)の2条件で冷却固化を行った。加熱後試料を垂直方向に切断したところ、No.1, No.2ともに酸化物層と金属層に分かれていることがわかった。No.1の酸化物層をSEM-EDX分析した結果、(U,Zr)O (Uリッチ), (Zr,U)O (Zrリッチ), ZrO, Feの4相が同定された。No.1, No.2の条件で生成された相の組成はおおよそ一致していたが、(Zr,U)O相の形成領域に相違が見られた(No.2で、酸化物層下部での成長を観測)。凝固解析で重要となる(U,Zr)O, (Zr,U)O中へのFeOの溶解度については、本試験結果はThermo-calc状態図から予想される値とおおよそ一致しており、(U,Zr)O, (Zr,U)OへのFeOの固溶度が確認できた。

no abstracts in English