Study on high-temperature rupture failure behavior observed in an RIA-simulated test on high-burnup MOX fuel

高燃焼度MOX燃料のRIA模擬実験で観察された高温破損に関する研究

谷口 良徳 

Taniguchi, Yoshinori

軽水炉燃料の燃料破損基準の妥当性確認において重要となるCN-1実験で観察された燃料破損モード(高温破裂)の原因及び高温破裂限界を明らかにするため、高燃焼度MOX燃料を用いたRIA模擬実験(CN-2実験)及びCN-1実験の照射後試験を実施した。これらの実験結果から、反応度事故(RIA)時の核分裂生成物(FP)ガス放出が同破損の主な駆動力となっていることが分かった。この結果を踏まえ、RIA条件下での動的なFPガス放出挙動を調べるため、高燃焼度MOX燃料を対象に、JAEAが開発したNSRRを用いて動的なFPガス放出挙動を調べる技術であるFission Gas Dynamics(FGD)実験技術を用いたRIA模擬実験(FGD-3/CN-3)を実施した。同実験時のオンラインデータ(FGDチャンバー内圧)と、既往の高燃焼度燃料UOを対象としたFGD-2実験の同データの比較から、MOX燃料のFPガス放出挙動はUO燃料のそれと同様であり、FPガス放出はエネルギー印加直後から開始し、急速に完了段階に達したことが分かった。また、燃料挙動解析コードを用いてプレナムへの軸方向ガス移行挙動を解析した結果、FPガス移行量はFGD-3実験の方がFGD-2実験に比べて大きいことが分かった。

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