事故耐性燃料開発に向けたSiCの耐食被覆技術の検討

Development of corrosion resistant coating technology of silicon carbide for enhancing accident tolerance

石橋 良*; 池側 智彦*; 田邊 重忠*; 山下 真一郎   ; 深堀 智生  

Ishibashi, Ryo*; Ikegawa, Tomohiko*; Tanabe, Shigetada*; Yamashita, Shinichiro; Fukahori, Tokio

福島第一原子力発電所での過酷事故をきっかけに、事故耐性燃料が注目され、各国で検討されている。SiCは、耐熱性が優れ、熱中性子吸収断面積が小さいことから、事故耐性燃料用材料として期待が大きい。しかしながら、SiC材料を燃料被覆管として実際に適用していくには多くの課題が存在し、その一つが炉環境での耐食性である。SiC自体は化学的に安定な物質であるが、SiCが酸化して形成されたSiOが水中に溶解すると、炉水中のSiOに対する濃度制限を越える可能性があり、これを抑制する必要がある。本報告では、高温水環境でSiC材料から水中へのSiO溶出を抑制することを目的に、SiC材料表面およびSiC材料接合部を対象とした耐食被覆を検討した取り組みを紹介する。

For the purpose of improving corrosion resistance of silicon carbide (SiC) in boiling water reactor (BWR) environments, corrosion resistant coatings to SiC substrate were evaluated. Due to its lower hydrogen generation rate and lower reaction heat in comparison with a conventional zircaloy, SiC is expected to be a proper material for accident tolerant fuel. On the other hand, there are still a lot of critical issues left for the practical application of SiC fuel cladding and fuel channel box, one of which is hydrothermal corrosion. In this study, corrosion behavior of candidate coatings to SiC substrate and joint portion were evaluated in unirradiated high purity water environments.