高出力密度高温ガス炉におけるマルチフィジクス挙動,1; 燃料母材の事故時ふるまい

Multiphysics behavior in HTGRs with high power density, 1; Accident behaviors of fuel matrices

西村 洋亮*; Anna, G.*; 吉田 克己*; 高松 邦吉 ; 岡本 孝司*

Nishimura, Yosuke*; Anna, G.*; Yoshida, Katsumi*; Takamatsu, Kuniyoshi; Okamoto, Koji*

本研究では、高出力密度高温ガス炉のために、SiC母材の燃料コンパクトを開発する。SiC母材を製造する際、SiCの熱的・化学的特性から反応焼結法が適用できることがわかった。また、事故を想定した高温酸化試験を実施した結果、SiC表面に安定なSiO酸化膜を形成するパッシブ酸化モードが示され、優れた耐酸化性能を確認することができた。さらに、SiC母材の性能評価を実施した結果、Siがリッチな化学組成ほど、耐酸化性能が更に向上し、事故時の燃料健全性を高めることができた。以上により、1400Cの事故時においても、SiC母材は腐食せず、燃料健全性を担保することができた。

In this study, fuel compacts adopting SiC matrix are developed for HTGRs with high power density. In manufacturing SiC matrix, it was found that reactive sintering method can be applied from the thermal and chemical properties of SiC. Additionally, high-temperature oxidation tests simulating an accident showed the passive oxidation mode that forms a stable SiO oxide film on the SiC surface; therefore, it was confirmed that SiC matrix has its excellent oxidation resistance. Furthermore, the chemical composition with more Si-rich showed the further improved oxidation resistance performance and the higher fuel integrity in accident conditions. As a result, even in an accident at 1400C, the SiC matrix will not corrode and the fuel integrity will be ensured.