Study on loss-of-cooling and loss-of-coolant accidents in spent fuel pool, 2; Fuel cladding oxidation

使用済み燃料プールの冷却機能不全、冷却水損失事故に関する研究,2; 燃料被覆管の酸化

根本 義之  ; 加治 芳行  ; 金沢 徹*; 中島 一雄*; 東條 匡志*

Nemoto, Yoshiyuki; Kaji, Yoshiyuki; Kanazawa, Toru*; Nakashima, Kazuo*; Tojo, Masayuki*

使用済燃料プールでの事故解析を目的としたシビアアクシデントコードの高度化においては、被覆管材料の当該事故条件での酸化モデルの構築及びその導入が必要である。著者らは短尺の被覆管試料を用いた当該事故模擬の温度条件、環境条件での熱天秤を用いた酸化試験結果に基づき、酸化モデルの構築を行った。また長尺の被覆管試料を用いた当該事故模擬条件での酸化試験を行い、酸化モデルによる解析結果と実験結果について比較検討を行い、酸化モデルの検証を行った。酸化試験においては酸化反応による雰囲気中の酸素欠乏に関しても実験及び解析による評価を行い、その結果に基づき、雰囲気中の酸素欠乏の被覆管酸化挙動に及ぼす影響や、それを考慮した今後の酸化モデルの高度化について議論を行なった。

Oxidation behaviour of Zr cladding in SFP accident condition was evaluated by using a thermobalance in this work, and the obtained data were applied to construct oxidation model for SFP accident condition. For the validation of the constructed oxidation model, oxidation tests using a long cladding tube 500mm in length were conducted in conditions simulating SFP accidents, such as flow rate of the atmosphere in spent fuel rack, temperature gradient along the axis of cladding, and heating-up history. Thickness of oxide layer formed on the surface of cladding samples was evaluated by cross sectional observation, and compared with calculation results obtained by using the oxidation model. The detail of experimental results and validation of the oxidation model will be discussed.