Experiences from the cutting of metallic blocks from simulant Fukushima Daiichi fuel debris

福島第一原子力発電所の模擬燃料デブリ中に生じた金属相ブロックの切削加工から得た経験

Journeau, C.*; Molina, D.*; Brackx, E.*; Berlemont, R.*; 坪田 陽一   

Journeau, C.*; Molina, D.*; Brackx, E.*; Berlemont, R.*; Tsubota, Yoichi

CEAは、劣化ウランを使用したUOまたはHfOを(核燃料としての)UOの 代替として用いて、福島第一原子力発電所の模擬燃料デブリを製造した。溶融燃料-コンクリート相互作用によって生じたEx-vessel模擬燃料デブリでは、酸化物相の密度が金属相の密度より軽くなる。それゆえ重い金属質の相が底に偏析する。このうち3つの金属質試料を、CEAカダラッシュ研究所でのハンドソー切断、及び同研究所のFUJISAN施設でコアボーリング装置により機械的に切断された。これらの金属ブロックのうち、2つは非常に切断しにくく(1つはUO試料、もう1つはHfO試料)、最後の1つはより簡単に切断可能であった。これらの3つの金属ブロックの金相分析(SEM-EDSとXRD)の類似点/相違点に関して議論する予定である。この経験は、福島第一原子力発電所の燃料デブリの切断・回収を視野に入れた場合、有益な学びとなる。

CEA has manufactured a series of Fukushima Daiichi fuel debris simulants, either with depleted uranium oxide or with hafnium oxide as a surrogate of UO. In ex-vessel compositions resulting from an interaction between corium and concrete, the oxidic phase density becomes lighter than that of the metallic phase, which segregates at the bottom. Three of these metallic phases have been mechanically cut at CEA Cadarache with handsaw and with core boring tool in FUJISAN facility. It appeared that two of these metallic blocks were extremely hard to cut (one from a fabrication with uranium oxide, the other from a simulant block) while the last one was more easily cut. The similarities and differences in metallographic analyses (SEM-EDS and XRD) of these three metal blocks will be presented and discussed. This experience provides useful learnings in view of the cutting and retrieval of fuel debris from Fukushima Daiichi.