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小森 芳廣
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.241 - 250, 2001/06
原研では、JMTRの利用に関し多様な利用ニーズに応えるべく、照射技術の開発が行われ、その結果多くの種類のキャプセルが開発され照射試験に利用されている。このうち、原子炉燃料に関しては、軽水炉燃料、高温ガス炉燃料、高速炉燃料等の照射試験が実施されており、定常的な中性子照射のほか、出力急昇試験,FPガス放出率測定試験,温度急昇試験等が行われている。本報告では、これらの照射試験に用いられる照射キャプセル,関連する計測制御技術等について概説する。
荒井 康夫
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.451 - 457, 2001/06
高速炉を中心とする先進的核燃料サイクルのオプションの1つとして提案されている、窒化物燃料と溶融塩電解再処理法の組合せによるリサイクル技術開発の現状について紹介するものである。窒化物燃料の製造,照射試験実績,乾式再処理についての国内外の研究開発状況とこれまでに明らかにされた成果と研究課題について述べる。窒化物燃料を用いた場合に問題となるN-15の濃縮とリサイクル技術のほか、高燃焼度までの照射試験実績の積み上げ、電解精製で回収される陰極析出金属の再窒化による燃料製造法の確立等が当面の主要課題であることを示した。
永瀬 文久
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.148 - 155, 2001/06
冷却材喪失事故(LOCA)時には、被覆管温度は800~1400Kに達し、緊急炉心冷却系(ECCS)により冷却されるまで、数分間高温に保たれる。温度上昇に伴い、燃料棒は膨れ・破裂する。また、被覆管は高温で水蒸気により酸化され、酸化の程度が著しい場合には脆化する。脆化した被覆管は、ECCS水により冷却される際の熱衝撃や機械荷重によって破断、破砕する可能性がある。本報告においては、主なLOCA時挙動である被覆管の膨れと破裂、高温酸化、脆化について解説するとともに、燃料の高燃焼度化がLOCA時燃料挙動に及ぼす影響に関する最近の研究成果を紹介する。
中村 仁一
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.93 - 98, 2001/06
UO
ペレットは燃焼度の増大とともにFPの生成と固溶、照射損傷の蓄積等により種々の熱特性、熱伝導率、比熱容量(比熱)、融点等が変化する。これらの熱特性は燃料の温度、FPガス放出、PCMI等に影響を与え、燃料挙動を支配する重要な因子である。最近の軽水炉燃料の高燃焼度化に伴い、これらペレットの熱特性の燃焼度依存性データが蓄積されつつある。本報は、最近のUOの熱特性研究の現状をまとめたもので、原研の行った高燃焼度燃料の熱拡散率測定や、比熱測定の成果を含め、熱伝導率に対する燃焼度及びリム組織生成の影響、比熱及び融点に対する燃焼度の影響等を説明している。
天野 英俊
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.261 - 273, 2001/06
標記専門委員会は平成9年4月から4年間にわたり調査・研究を進めてきた。この間、23回の委員会を開催しており、本委員会の終了に際してこれらの内容を報告書としてまとめることとなった。本報告書は最近の核燃料技術の高度化に関する現状を広く紹介するとともに、今後の核燃料研究の方向性を検討するうえで参考になると考える。このうち、「燃料試験技術の高度化」では試験炉における照射試験技術とともに照射後試験技術の新規開発が重要である。特に軽水炉の照射後試験では、高燃焼度化に対応した新規ニーズに資する技術開発及び設備整備が行われている。本章では、原研の燃料試験施設、日本核燃料開発(株),ニュークリアデベロップメント(株)の各施設における新規照射後試験技術のトピックスを記す。
鈴木 元衛
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.131 - 140, 2001/06
通常運転時及び異常過渡時における燃料ふるまいを計算コードによって解析することは、燃料の安全性研究や設計において欠くべからざる手段であることは言うまでもなく、従来、国内外で多くのコードが開発され、検証されてきた。近年、燃焼度の伸長とともに、高燃焼度領域に特有の現象にまで解析の範囲を拡大することが要求されている。これに対し、従来のコードを高度化し、新しいモデルと機能を開発することが必要である。これについて、近年の状況と課題を述べる。
更田 豊志
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.141 - 147, 2001/06
原研の燃料挙動研究における最新の成果を中心に、高燃焼度燃料の反応度事故(RIA)時挙動について論じる。近年の軽水炉燃料の高燃焼度化に対応するため、実験データや安全評価手法の範囲拡大が急がれているが、原研ではこれまでに60回を越える照射済燃料のパルス照射実験をNSRRにおいて実施しており、高燃焼度領域特有の現象の存在を示す実験結果が得られている。被覆管水素吸収の影響を強く受けたPCMI(燃料ペレット/被覆管機械的相互作用)破損が見られた一連の高燃焼度PWR燃料実験、BWR燃料としては世界初の破損例を与える結果となった最近の高燃焼度燃料実験などの成果を紹介するとともに、燃料破損発生に及ぼす機械的負荷と被覆管温度上昇との関係、燃料破損時の機械的エネルギー発生機構、RIA時燃料挙動に及ぼすFPガスの役割などについて論じる。
上塚 寛
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.156 - 162, 2001/06
軽水炉燃料のシビアアクシデント時における挙動と概説した。この分野の研究はTMI-2事故以降に各国で精力的に行われた。研究は実験室規模の個別反応試験と研究用原子炉を用いた大規模実験に大別される。これまでの研究によって、UO/ジルカロイ反応や炉心構成材料間の反応について、反応機構や反応速度に関するデータ・知見が、また、燃料温度上昇に伴う燃料集合体の損傷・溶融の進展に関しての知見が得られている。これらの成果は、炉心損傷・溶融解析コードのモデル化に役立てられ反応速度式は解析コードに取り込まれている。燃料からのFP放出に関しては、原子炉を用いた実験例があるが、放出されたFPの質量バランスを正確に評価することは困難であるため、ホットセルでの実験が行われている。