燃料棒内酸素センシング技術の開発; 酸素センサーの特性試験

齋藤 順市; 星屋 泰二; 桜井 文雄; 酒井 陽之

JAERI-Tech 96-015, 58 Pages, 1996/03

JAERI-Tech-96-015.pdf:1.66MB

材料試験炉部では、軽水炉等で照射された高燃焼度燃料について、その諸特性をJMTRで再照射しながら把握していくことを目的とした、新しい照射技術の開発を継続して行っている。本報告は、これらの照射技術開発の一環として進めている燃料棒内酸素センシング技術の開発のうち、固体電解質である安定化ジルコニアを用いた酸素センサーの特性試験についてまとめたものである。試験では、参照電極として、Ni/NiO、Cr/CrO及びFe/FeOの粉末を用い、酸素センサーが示す起電力性能とその安定性、センサー寿命等について評価した。その結果、最も安定した起電力を長時間示したジルコニアセンサーの参照極は、Ni/NiO極であることを明らかにした。技術開発の最終目標は、出力急昇時の燃料棒内酸素ポテンシャルの変化を測定することである。

Mechanical properties of austenitic stainless steels irradiated at 323K in the Japan materials testing reactor

松井 義典; 星屋 泰二; 實川 資朗; 塚田 隆; 近江 正男; 酒井 陽之; 小山田 六郎; 恩地 健雄*

Journal of Nuclear Materials, 233-237, p.188 - 191, 1996/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(96)00212-7

JMTRの炉心構造材であるSUS304溶体化材、SUS304冷間加工材、SUS316NG材、SUS630材について、JMTRの冷却水中(323K)という低温で、最高1.210mの速中性子照射量まで照射を行った。照射後、機械的特性を試験するため、引張試験、破面観察、硬さ試験、破壊靱性試験等を行っている。今回は、この試験の中で、引張試験の結果を中心に発表する。試験は全て293Kの室温で行った。引張試験の伸び量は、照射量と共に下降するが、10m付近から飽和する傾向が、0m0.2%耐力及び引張強さは照射量と共に上降し、1付近で飽和する傾向が確認された。破面観察では照射材に対して照射の影響が表れていないことを確認した。また、硬さ試験では、照射による硬化を確認した。破壊靱性試験は、SUS304溶体化材をJ及びKで、SUS630材をKで求め、照射量と共に下降することを確認した。

照射済燃料棒への熱電対再計装技術の開発; UOペレット中心孔加工技術及び燃料棒組立技術

清水 道雄; 齋藤 順市; 大島 邦男; 遠藤 泰一; 石井 忠彦; 中川 哲也; 相沢 静男; 川又 一夫; 田山 義伸; 河村 弘; et al.

JAERI-Tech 95-037, 87 Pages, 1995/07

JAERI-Tech-95-037.pdf:5.14MB

軽水炉燃料棒のPCI機構の解明には、出力変動時のペレットからのFPガス放出及びペレットの中心温度の情報が重要である。照射済燃料棒に中心孔を穿孔する技術開発は、バリウムフェライトペレットを充填した模擬試料を使用して種々の穿孔試験を行った。このとき、動力炉で生じたペレットの割れをそのまま保持した状態で穿孔することが重要であるため、穿孔の間は炭酸ガスでペレットを凍結し、ダイヤモンドドリルで穿孔した。これらの開発試験により、深さが54mmで直径が2.5mmの中心孔ができることを確認した。炉内確証試験は、1995年1月にJMTRに装荷して行った。本報告書は、UO中心孔加工技術及び燃料棒組立技術についてまとめたものである。

New apparatus of JMTR Hot Laboratory

酒井 陽之; 河村 弘

KAERI-NEMAC/TR-32/95, 0, p.65 - 77, 1995/00

JMTRホットラボでは、運転開始以来、利用者のニーズに応えて照射後試験機器の開発を行い、試験の高度化及び拡充を図ってきた。特に1994年から1995年にかけて、多くの機器の開発・整備がなされつつあるのでそれらを紹介する。1)ベリリウム照射後試験設備;トリチウム放出率等の測定を行うグローブボックス 2)照射済試験片の溶接・加工装置;再溶接及び切削加工を行う溶接装置及び加工装置 3)電子ビーム加熱試験装置;プラズマ対向材料の試験を行う高熱付加試験装置 4)管材切断装置及び放電加工装置;炉内管等の切断装置及び試験片を切出す放電加工装置 5)IASCC試験装置 高温高圧水中で照射材の応力腐食割れ試験を行う装置

Post irradiation examinations on HTTR materials

酒井 陽之; 近江 正男; 衛藤 基邦; 渡辺 勝利

KAERI-NEMAC/TR-32/95, 0, p.282 - 295, 1995/00

大洗研究所に建設されつつあるHTTRに使用される材料を開発するための照射が進められ、それらの照射後試験がJMTRホットラボで行なわれた。主な照射材料は、圧力容器鋼材である21/4Cr-1Mo鋼及び制御棒被覆材であるAlloy800Hであり、引張試験、衝撃試験、疲労試験、クリープ試験、金相試験等が行われた。疲労試験装置及びクリープ試験装置は、それまで設置されていなかったため、HTTR用材料の健全性を評価するための装置を新たに設計、製作した材料試験用鉄セルに設置した。疲労試験装置1台とクリープ試験装置4台の開発経過及びこれらの装置を用いて得られた照射後試験結果について報告する。

Behavior of pre-irradiated fuel under a simulated RIA condition; Results of NSRR test JM-3

更田 豊志; 笹島 栄夫; 森 行秀*; 本間 功三*; 丹澤 貞光; 石島 清見; 藤城 俊夫; 小林 晋昇; 菊池 輝男; 酒井 陽之

JAERI-Research 94-006, 96 Pages, 1994/07

JAERI-Research-94-006.pdf:6.19MB

本報告書は、反応度事故条件を模擬したNSRRにおけるパルス照射を実施した照射済燃料実験JM-3の実験方法、前照射条件、前照射後の燃料検査結果、パルス照射時の条件及び過渡記録、並びにパルス照射後の燃料検査結果などの実験データを整理し、考察及び解析を加えたものである。パルス照射に先立って試験燃料に対する前照射をJMTRにおいて実施し、燃料燃焼度は19.6MWd/kgUに達し、平均線出力は25.3kW/mであった。NSRRにおける試験燃料のパルス照射は大気圧・室温の静止冷却条件下で行い、発熱量1746cal/g・fuelで燃料エンタルピは最高1305cal/g・fuelに達した。被覆管表面温度の上昇は最高150Cにとどまり、燃料棒にわずかな変形を生じたものの、破損には至らなかった。パルス照射中の燃料棒プレナム部へのFPガス放出率は約2.2%と評価された。

FPガス圧力計再計装技術の開発,II; 遠隔操作による溶接組立技術

大島 邦男; 清水 道雄; 田山 義伸; 松本 正勝; 河村 弘; 石井 忠彦; 相沢 静男; 中川 哲也; 佐藤 均; 酒井 陽之

JAERI-M 93-206, 48 Pages, 1993/10

JAERI-M-93-206.pdf:2.31MB

JMTRでは、1985年からFPガス圧力計再計装技術の開発を開始して以来、再計装機器の設計・製作及びその炉内性能試験、ホットセル内での照射済燃料棒と再計装機器との組立技術及びキャプセルへの挿入技術の開発を行ってきた。1990年には、これらの技術により軽水炉で照射された2本の燃料棒にそれぞれ再計装機器を計装し、JMTRで出力急昇試験を実施した。この結果、FPガス圧力計は、燃料棒の出力変動に伴う内圧変化を連続して測定し、所期の目的を達成した。現在、JMTRにおいて本技術を用いたFPガス圧力計再計装燃料棒での出力急昇試験が進められている。本報告では、これらの技術開発全体の概要を述べるとともに、ホットセル内での遠隔操作による燃料棒と再計装機器との溶接組立技術の開発について詳細に述べる。

Development of re-instrumentation technique of pressure gauge and thermocouple for irradiated fuel rod

清水 道雄; 石井 忠彦; 酒井 陽之; 小山田 六郎; 斎藤 実

Proc. of 4th Asian Symp. on Research Reactors, 10 Pages, 1993/00

軽水炉燃料の経済性の観点から、LWR燃料の高燃焼が重要な課題の一つである。高燃焼度LWR燃料の照射挙動を把握するために、FPガス圧力計と中心温度測定のための熱電対を、材料試験炉部で開発した。1985年からFP圧力計再計装技術を開発し、現在までに、BOCAキャプセルへ挿入して出力急昇試験を実施した。1988年以来、照射済燃料棒への燃料中心温度測定用熱電対を再計装する技術の開発を行っている。種々の穿孔試験をバリウムフェライトペレットを充填した模擬燃料棒を使用して行った。この開発では、穿孔の間、燃料ペレットの割れを炭酸ガスを凍結して固定する技術を、中心孔加工には、ダイヤモンドドリルを使用した。これらの開発試験は完了し、深さ54mmで直径2.5mmの中心孔がこの方法で穿孔できることが確認された。

試験・研究炉用分散型燃料の高温時における核分裂生成物の放出率測定試験

岩井 孝; 清水 道雄; 中川 哲也; 相沢 静男; 宮田 精一; 川又 一夫; 小向 文作; 齋藤 順市; 板橋 行夫; 酒井 陽之; et al.

JAERI-M 90-027, 28 Pages, 1990/02

JAERI-M-90-027.pdf:1.24MB

JMTR燃料の濃縮度低減化計画に際し、低濃縮ウラン(LEU)燃料の安全評価に資するため、高温時(600Cから1100C)における核分裂生成物(FP)の放出率測定装置を開発し本試験を行った。試料は、JMTRにて1サイクル(燃焼度約22%U)照射したLEUの分散型シリサイド燃料と中濃縮ウラン(MEU)の分散型アルミナイド燃料である。試験は、照射終了後10日から90日の間に行い、試料を600Cから1100Cまで100Cステップで加熱し、各温度において放出されるKr、Xe、I、Cs、Ra、Te等のFPの放出量をキャリアガスに乾燥空気を使用して測定した。試験の結果、各試料においてKr、Xe、I、TeはU-Al合金燃料についてG.W.Parker等の行った試料結果よりやや低い放出率を示した。しかし1個のシリサイド燃料においてCs、Ruが、またアルミナイド燃料においてCsがやや高い放出率を示した。

Post-irradiation examination of LEU miniplates in the JMTR

酒井 陽之; 岩井 孝; 坂倉 淳*; 斎藤 実; 小山田 六郎; 山本 章; 岡本 芳三

ANL-RERTR-TM-9, P. 16, 1988/00

JMTR燃料の濃縮度低減化計画に基づき、濃縮度19.5%の3種類のLEUミニプレート(U密度4.8g/cm及び5.3g/cmのUSiとU密度5.3g/cmのUSi)11枚を照射した。JMTRの2サイクル(44日)照射により、燃焼度は25.3%~37.7%であった。 これらのミニプレートの照射後試験として外観検査、X線検査、ガンマスキャンニング、酸化膜厚さ測定、寸法測定、重量測定、体積測定、ブリスター試験、金相試験を行った結果、ミニプレートすべてにおいて、異常あるいは不都合な照射挙動は認められず、健全性が確認された。