Comparison of correlations for thermal creep of FBR MOX

高速炉用MOX燃料の熱クリープの比較

Calabrese, R.*; 廣岡 瞬 

Calabrese, R.*; Hirooka, Shun

高速炉用MOXにおける熱クリープは燃料と被覆管の相互作用に影響する重要な物性である。本研究では熱クリープに関する文献レビューを行った。レビューでは、熱クリープに対する燃料中のポロシティ、Pu含有率及びO/M比の依存性の観点で文献データを整理し、これらのパラメータ依存性について新たなモデル式を提案した。特にO/M比依存性については、Evansが報告したモデルと違い、O/M=2に向かって明確に上昇するモデルを提案した。また、本レビューで、より広い範囲のポロシティ及び温度のデータが高速炉用MOXの解析に必要であることを明らかにした。

Thermal creep is one of the key properties of mixed oxide (MOX) fuel for innovative fast reactors. Thermal creep of fuel affects markedly the interaction between the fuel and the cladding. A review of correlations available in the literature is presented. The effect of porosity, plutonium concentration, and stoichiometry are discussed also in the light of recent numerical results. Our analysis pointed out some inconsistencies concerning the modelling of the effect of porosity on diffusional creep and a re-evaluation of the effect of plutonium concentration. The discussion suggested that Evans's findings on the effect of stoichiometry should be better assessed as well as the level of increase in creep moving towards stoichiometry. Typical operating conditions of fast breeder reactors confirmed the need for an extension of porosity and temperature correlations' domains. Besides this, a new correlation based on a separate-effect approach has been proposed for fuel performance codes.