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皆藤 威二
no journal, ,
ODSフェライト鋼は、耐照射特性に優れたフェライト鋼に酸化物粒子を分散させて高温強度を飛躍的に改善したものであり、燃料被覆管として重要な耐照射特性と高温強度に優れた材料である。原子力機構では、ODSフェライト鋼を実用化段階での燃料被覆管の有力候補材と位置づけて研究開発を進めてきており、これまでに等軸状の結晶粒内にナノメータレベルの酸化物粒子を緻密に分散させる組織制御技術を開発し、被覆管を製造することに成功している。これらの製造したODSフェライト鋼被覆管のリング引張強さと内圧クリープ破断強さは従来のフェライト-マルテンサイト鋼(PNC-FMS)よりも優れており、周方向の適切な延性も維持されている。実用規模製造による経済的な製造工程の可能性調査も行っている。また、ODSフェライト鋼燃料ピンの高燃焼度への適用性を確証するため、ロシア原子炉科学研究所(RIAR)との共同研究の下に、高速実験炉BOR-60でのODSフェライト鋼燃料ピンの先行照射試験を実施している。今後は、「常陽」での燃料ピン照射試験を実施し、2015年までにODSフェライト鋼燃料ピンの実用化に向けた技術基盤を確立する計画である。
永沼 正行
no journal, ,
Heガス冷却高速炉は、実用化戦略調査研究(FS), GEN4等において、有望な炉システム概念の一つとして考えられている。本炉の特長として、高熱効率・高温熱源としての多目的利用を指向し、高温条件を採用している。そのため、炉心・燃料設計においては、高温条件で適用可能な燃料構造を構築するとともに、炉心性能と安全要求を両立することが必要となる。安全要求としては、減圧事故にスクラム失敗を掛合わせた苛酷事故時でも、受動的安全性により事象が静定することが要求され、反応度特性に影響を与える体積比(燃料・材料・冷却材)の設定が重要となる。そこで、本報告では、最適な燃料構造を選定すべく、各種燃料(ピン型・被覆粒子型等)を対象に、核特性・安全性に関する比較検討を行った。その結果、ピン型燃料は、即応型の受動的炉停止機器の設置が必須であり安全性に課題を有すること,被覆粒子型燃料は、苛酷事故時に炉心固有の特性のみで静定する安全性を有することがわかった。特に、被覆粒子型燃料のうち六角ブロック型は、核特性にも優れ、また、2重の障壁により1次冷却系汚染を抑制可能であることから、有望な燃料構造であるとの結論に達した。
井上 賢紀
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金属水素化物は水に匹敵する水素密度を持つため、中性子減速材として優れている。高温安定性とNa共存性に優れた水素化ジルコニウムと水素化イットリウムは、ナトリウム冷却炉用減速材として有望である。高速増殖炉サイクル実用化戦略調査研究フェーズ2の一環として平成13年度から金属水素化物の減速材利用に関する研究開発を開始した。実験室レベルの金属水素化物試料製造と物性試験を行い、物性値集を整備した。また、水素は金属中を拡散しやすいために減速材ピンのなかに保持するための工夫が必要であり、フェライト/マルテンサイト系短尺被覆管内面に対する水素難透過性材料の加工処理技術の開発を行った。平成18年度以降はフェーズ3への移行に対応し、「常陽」照射試験による照射性能の確認と工学規模における生産技術開発を実施する計画である。
小川 徹
no journal, ,
Generation-IV炉やADSのためのマイナー・アクチノイド含有燃料や耐照射性材料の研究に共通する課題をとりあげ、アクチノイド科学や照射材料科学の視点から解説する。
青砥 紀身
no journal, ,
「FBRサイクル実用化戦略調査研究」Phase2の期間中に実施した、国産FBR用材料の液体鉛ビスマス共晶合金(LBE)中耐食性評価の成果概要報告。