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角田 直己; 池田 諭志*; 根本 慎一*; 小林 洋昭; 立花 利道; 古屋 広高; 小泉 益通
PNC TN841 77-64, 48 Pages, 1977/12
Purex再処理工程より発生する廃有機溶媒の安全な処理技術開発の一環として、減容比が大きく直接的な処理法であり、TBP中のリン分を水中に捕集できる可能性のある液中燃焼法に注目し、その可能性を確かめるために小型試験装置を用いてTBP(30%)-ケロシン(70%)溶媒の焼却試験を実施した。その結果、TBP溶媒自体は900度C程度で良く燃焼し耐火物の目立った損傷も認められなかった。TBP中のリン分はその約40%がPO/SUP3/SUB4として水中に検出された。排ガス中で検出されたのは1.3%程度であった。又、炉内の一部に燃焼生成物の発生が観察された。以下、試験の概要を示し、耐火物の種類等に関し若干の検討を加えた。なお、この試験はボルカノ株式会社に於て実施したものである。
小泉 益通; 井滝 俊幸*; 落合 祥治*; 去来川 汎人*; 古屋 広高
PNC TN841 76-33, 72 Pages, 1976/10
金相研磨面上のポア断面径分布からペレット単位体積中の真のポア分布を推定する。ペレット中に分散しているポアの三次元的分布を,ペレット研磨面上のポア断面径の個数分布から推定計算するコードPOREDIS-1,2を開発した。ポアは球と仮定し,ポア径を不連続な大きさの級間(Cell)に分け,各級間内のポアは同じ直径を持つものと考えて計算を行った。この計算コードによって,三次元空間におけるポア個数頻度分布,ポア体積分布,ポア平均径,ポア総個数,ポア総体積,ペレット密度等が計算され,従来行われなかった。定量的なポア特性の評価が可能になった。本計算コードはポアの分布のみならず,金属材料中の析出物や介在物,鉱石中のある特定成分等々の三次元的空間分布をその断面での観測結果から推定計算することにも使うことができ汎用性の大きいものである。
1976年3月小泉 益通; 古屋 広高; 加納 清道*; 長井 修一朗; 立花 利道; 落合 洋治*
PNC TN843 76-04, 40 Pages, 1976/08
高速炉燃料の設計および燃料照射挙動解析のため,必要とする国内外の燃料物性に関するデータの集積,評価1973年4月1976年3月までに報告された 物性データの集収整理。
小泉 益通; 川又 博*; 諏訪 博一*; 長井 修一朗; 古屋 広高
PNC TN841 76-23, 27 Pages, 1976/06
引張試験に用いたSUS316被覆材の試験片はCsOHを腐食剤とし、700度C、50時間の加熱条件下で粒界腐食を施した。引張条件は引張速度6%/min、温度を室温から700度Cまでの任意とし、加熱は10SUP-5Torrの真空中で行った。組織観察および断面積の測定は光学顕微鏡を用いて行った。この試験で得られた結果は次のとおりである。(1)粒界腐食層の最大引張強度は温度の上昇とともに低下する。その値は室温で24kg/mm/SUP2、500度Cで10kg/mm/SUP2、600度Cで8kg/mm/SUP2、700度Cで6kg/mm/SUP2、となった。(2)粒界腐食層は脆化しており、破断はすべて結晶粒界から発生した。非反応領域の伸びは、標準のSUS316のそれに比較して約1/2低下した。(3)粒界腐食層と非反応領域の界面が結合している状態での伸び方向に対するクラックの評価によると、700度Cでは02%耐力を越えるとクラックが発生する。この時のクラックの深さは0.5%伸びて粒界腐食厚の約57%、また1%伸びて85%であった。(4)粒界腐食層の強度はその厚さに依存しない。
植松 邦彦; 小泉 益通; 長井 修一朗; 福田 章二*; 菊池 三郎*; 横内 洋二*; 古屋 広高
PNC TN841 76-16, , 1976/04
PIPERは高速炉タイプの燃料ピンの熱応力および変形挙動を照射履歴の関数として計算するために開発した計算コードである。PIPERは、この種の他のコード(LIEE,FMODEL,SATURN,その他)と比較すると、(1)燃料のRestructuringは、燃料の蒸発ー擬縮過程によるボイド移動に基礎を置いている。(2)コードを構成している各モデルには、幾つかのOptionが組み込まれており計算目的に応じて、それらを任意に選択しうる様になっている等の特色を持っている。本報告書では、第1章で主として、燃料の照射挙動を計算するために必要な種々のモデル、物性値および計算方法に関して述べるとともに、第II章では、実際に計算を行う際のinputデーターの作成およびoutputデーターの見方に関して説明を行っている。
立花 利道; 古屋 広高; 小泉 益通
PNC TN841 76-13, 15 Pages, 1976/03
多結晶UO
ペレットを900
から2,000Cの温度範囲で、0.5から10.0/minの広範囲のひずみ速度で圧縮変形した。この結果、著しい降状現象が観測された。さらに、UOの降状強さの温度およびひずみ速度依存性がえられた。この実験結果は、UOが降状変形するときの活性化エネルギーとひずみ速度敏感性の値が、従来通常のひずみ速度で測定されてきた値よりも高かった。この測定結果をもとに、UOの降状強さを主として規制する機構に関して考察した結果、高ひずみ速度のもとでのUOの降状強さは、おもにパイエルス力によって制御されるだろうという結論がえられた。
800におけるFBR級SUS316の腐食試験小泉 益通; 川又 博*; 長井 修一朗; 酒井 克巳*; 古屋 広高
PNC TN841 76-01, 29 Pages, 1976/01
SUS316ステンレススチール高速炉燃料被覆管の内面腐食について炉外模擬試験を行った。腐食剤は燃料ペレットと被覆管の間隙で確認されている核分裂生成元素のうち、被覆管内面腐食に関与すると考えられているセレン、モリブデン、テルル、ヨウ素、セシウムをSe、MoO/SUB3、Te、I、I/SUB2/O/SUB5、CsO/SUB2、CsI、CsOHの化学状態でこれらのSUS316に対する腐食性の検討を行った。腐食剤または腐食試験カプセルの取扱いおよび調整は全て、酸素濃度1ppm以下に維持することができる不活性ガス雰囲気のグローブボックス内で行った。カプセルの加熱は指示温度に対して+-10度Cの均熱恒温加熱炉で500800度C、20100時間の範囲で行った。また腐食状態の観察は光学顕微鏡およびエレクトロンマイクロブローブX線アナライザー(EMX-SM)を用いて行った。この結果、粒界腐食層の機械的評価試験に適した試料が得られる腐食剤はCsOHまたはCsOH-CsI系であった。すなわち、700度C、50時間の加熱条件で前者では150200ミュー、後者では100ミュー程度の粒界腐食が得られた。温度に対する粒界腐食量は指示関数的な増加を示し、また時間に対しては20100時間の範囲で概ね直線的であった。
小泉 益通; 横内 洋二*; 山口 俊弘; 古屋 広高
PNC TN841 75-38, 103 Pages, 1975/10
低密度燃料(約60%T.D.UO/SUB2)の照射挙動を調べるためにJRR-2(JAPAN RESEARCH REACTOR-2)を用いて6本の燃料ピン(全部同一仕様)のキャプセル照射試験を実施した。キャプセルは3体で、1体に2本の燃料ピンを上下に連結して封入した。照射は1973年4月から1973年6月の間に行なった。燃料の照射初期挙動を時間を追って調べるために1時間、5時間、290時間の3つの照射時間を選んだ。出力は最大480watts/cmが得られ、照射は安全に終了した。照射後試験は1974年4月より1975年1月にかけて金相組織の変化を中心に行った。この結果燃料ペレットの収縮が大きく燃料-被覆材間のギャップが増大し低出力にもかかわらず燃料ペレットの温度は、高密度ペレットに比べ、全般的に高かった。燃料ペレットはもろく崩れやすいため、ピン下部のペレットは崩れて被覆管と機械的相互作用をおこした形跡がみられた。キャプセル下部に封入された燃料ピンでは中心空孔、柱状晶等の成長による大きな組織変化がみられた。以上の結果を総合的に判断すると、60%前後の低密度ペレットを実際の原子炉に用いることは、燃料挙動の評価から不適当であると考えられる。
横内 洋二*; 古屋 広高; 畠山 二三男*; 小泉 益通
PNC TN841 75-06, 26 Pages, 1975/07
None
山口 俊弘; 畠山 二三男*; 古屋 広高; 小泉 益通
PNC TN841 75-05, 45 Pages, 1975/03
原子力局の検査に合格したペレットを用い,ペレット中心に超音波加工機を用いて,穿孔を行った。加工精度は,穿孔径で+-0.05mmであり,穿孔長さは+-0.05mmであった。また加工歩留りは,約95%という良い結果であった。ペレットへの埋込み用金属は,金とパラジウムの二種類であり,線経1.0mmファイ,長さ,金が0.5mm,パラジウムが1.5mmである。この金属をピンセットにて挿入した結果,失敗したものはなく挿入できた。またペレットへの損傷もなく,挿入した金属のぬけ出ることもなかった。製品ペレットとして55個でき,当初の予定個数通り加工を完了した。
小泉 益通; 横内 洋二*; 山口 俊弘; 古屋 広高; 梶谷 幹男*; 宮坂 靖彦*
PNC TN841 75-02, 59 Pages, 1975/01
1971年4月1日-1974年5月1日までの約3年間に渡り,照射計画,照射試料製造,照射,照射後試験,解析と行なってきたが,今回は第3報として,照射後試験結果と解析結果を報告する。照射後試験は原研ホットラボで,昭和48年8月10月の間行なった。カプセル外観,燃料ピン外観に異常はみられなかった。またガンマスキャニングからも,燃料ピンのスランピング現象はみられなかった。燃料内組織変化は,IT-1カプセル(M-1ピン)に比較し,IT-2(M-3ピン)の方が線出力は低いにもかかわらず,大きいことが観察された。これは被覆管-燃料間のギャップ幅の違いにより.IT-2(M-3ピン)の方が高温になったために燃料内組織変化が大きくなったものと思われる。燃料中心が溶融を起したか,起さなかったかは金相写真からは判断できなかった。しかし,計算結果や被覆管表面温度測定結果から推察すると,照射初期には,少領域の溶融があったと思われる。
小泉 益通; 長井 修一朗; 古屋 広高
PNC TN841 74-23, 45 Pages, 1974/10
ステンレススチール被覆管の内面腐食はそれに影響をおよぼす要因(装荷燃料のO/M,被覆管内面温度,燃焼度等)が数多く,かつ内面腐食の状態も不均一で,部分であるため,現在まで報告された値も測定者によって大きく異っている。本報告はそれらの過去の測定結果を可能な限り収集し,種々の角度から検討し,モンジュの設計条件において発生すると考えられる被覆管内面腐食量の評価を行なった。その結果,安全度をパラメーターとして,以下の程度の被覆管内面腐食量を考慮すべきであると云う結論が得られた。
小泉 益通; 立花 利道; 古屋 広高
PNC TN841 74-29, 18 Pages, 1974/08
混合酸化物のクリープについては,1970年にG・EのS.K.EVANS等によって整理された炉外のクリープ速度と1973年にANLのA.A.SOLOMONによって報告された照射によるクリープ速度との和が混合物(UO2-2030w/oPuO2)燃料のクリープ速度として,現在のところ,最も信頼される。これを以下に示す。
=A
exp(-100,000/RT)+B4.5exp(-140,000/RT)+CF但し,=定常クリープひずみ速度(h1)A=3.1
107exp〔33.3(1-D)exp(3.56)/G3B=4.3710-4exp〔10.3(1-D)〕exp(3.56),C=1.2810-23=応力 psi (1,00010,000)T=温度 ゜K,R=1.987cal/mole ゜KD=密度割合(0.880.95)G=初期平均結晶粒径,
(435)X=プルトニウム含有量(Pu/Pu+U),0.20.3F=核分裂束, (fission/cm3・S)
小泉 益通; 立花 利道; 古屋 広高
PNC TN841 74-28, 9 Pages, 1974/08
混合酸化物燃料(U-30w/oPu)O2のバルクとしての熱膨張率は1970年にB.F.RUBIN(GE)等によって整理され半実験式を補正した式が,現在のところ最も信頼できると考えられる。この式を以下に示す。L/
L=4.46104+6.736106T+3.010109T2
小泉 益通; 古屋 広高; 横内 洋二*
PNC TN841 74-26, 25 Pages, 1974/08
燃料体のスウエリング現象は物性データと言えるような性質のものではない。したがってスウエリングの実験をしたり,議論したりする場合にいろいろな見方ができる。これはスウエリングを扱う上での難しい点でもある燃料設計の上で有用な方法はスウエリングを巨視的に扱うやり方であり,F.P.ガスバルブの生成,成長を議論する微視的な取扱いは,現在さかんに研究されているにもかかわらず,まだ信頼を置くに足りず,設計上に反映するには致っていない。ここでは設計に反映できるデータ評価を行なうという立場から,スウエリングを巨視的に扱ったデータだけを評価の対象とした。高速炉燃料の設計にあたって,スウエリングデータ評価から次のデータを推薦する。ラプソディー購入情報よりv/v=7.213106r/10.58-7.213106r=5.936at/10.58-5.936atr:MWD/T at:a/oB.U.上式で表わされるv/vに対して,v/v
0.01がデータのバラツキを考慮したスウエリングの範囲になる。ラプソディー照射データは50,000MWD/Tまでのものであるが,150,000MWD/Tまで外挿しても問題はないと言える。
小泉 益通; 古屋 広高; 横内 洋二*; 立花 利道; 梶谷 幹男*; 水田 浩; 大竹 俊英*; 桂川 正巳
PNC TN841 74-25, 145 Pages, 1974/08
昭和46年2月より47年10月まで,燃焼度,約45,000MWD/Tまで照射したDFR-332/5燃料ピン3本(S121,S122,S123)の非破壊試験結果を解析した。破損したS122燃料ピンの破損原因を中心として,解析を進めた。製造履歴,外国での燃料ピン破損例から検討を始め,PIPER,LIFEコードにより全般的燃料ピン挙動を,MAMUSYコードにより熱水力的解析を,TAC-2D,PLASTICコードにより被覆管局部加熱と応力解析を行なった。この結果,S122燃料ピンの破損は,冷却材中のバブルの被覆管への付着
被覆管の局部加熱破損ピン内圧減少ナトリウムの侵入ナトリウムと燃料の反応スウェリング他部の破損の過程を経て,生じたと考えることができた。
小泉 益通; 古屋 広高
PNC TN841 74-24, 41 Pages, 1974/08
照射中の燃料では,構成原子の易動度は,核分裂片,中性子損傷により高くなる。この結果,照射中の燃料のやきしまり(Densification)は,末照射燃料に比べ,低い温度(2501000)でも起る。照射中燃料がやきしまると,1)スタック長が減少し,線出力が増加する,2)被覆管-ペレット管の熱伝導率が低下する。ことによりペレット内の温度が高くなるとともに,蓄積エネルギーが増大し,安全上の考慮が必要となる。この他,スタック長減少時に,ペレットと被覆管が,機械的相互作用すると,ペレット管にキャップが生じ,つぶれ(Collapse)引き起こす。やきしまりの量について,米国を中心として精力的な研究,評価が行なわれた結果,現在,米国原子力委員会は,やきしまりの最終密度は96.5%であり,軸方向の減少率は,最大で体積収縮率の2分の1,半径方向の減少率は,最大で体積収縮率の3分の1であると結論づけている。
燃料の融点の評価小泉 益通; 古屋 広高
PNC TN841 74-22, 30 Pages, 1974/08
(U,Pu)O燃料融点を、用いた材料の製造方法、測定時の試料の加熱方法、測温方法等の実験条件から評価した結果、Lyon & BailyとAitken & Evansの2つの測定結果が、最も信頼できることが判明した。一方、照射した条件では、燃料内の急激な温度勾配の結果生ずる酸素(O/M比)の再分布、プルトニウムの再分布のため、その融点は、未照射燃料に比べ減少する。この減少量は、これまでの報告値の評価の結果、おおよそ次の値となる。[O/M比再分布による効果: 3050][プルトニウム比再分布による効果: 4050]
小泉 益通; 横内 洋二*; 山口 俊弘; 梶谷 幹男*; 古屋 広高; 小松 純治*
PNC TN841 74-05, 180 Pages, 1974/01
プレナム内ガス圧測定用の燃料ピンは2本,ギャップコンダクタンス測定用に3本,低密度焼結ペレット照射用に3本の合計8本が製造され照射された。計装には,熱電対が各カプセルに装入され,プレナム用ガス圧測定用カプセル内には圧力センサーが組込まれている。照射は昭和44年から昭和46年の間に各ピン共,1リアクタサイクル行なわれた。照射後試験は,原研(東海)ホットラボで行なわれ,金相試験を主に行なった。低密度ペレット照射については,金相写真をもとに中心空孔,柱状晶および等軸晶の各領域の組織変化について解析,検討を行なった。ギャップコンダクタンス測定照射試験は,各熱電対の指示により燃料表面温度,被覆管内面温度を求めギャップコンダクタンスを求めた。プレナム内ガス圧測定は,圧力センサーが照射効果により測定不能になり失敗した。
小泉 益通; 立花 利道; 大内 薫*; 古屋 広高; 小松 純治*
PNC TN841 73-34, 22 Pages, 1973/11
高速変形状態でのUO/SUB2(1)応力-ひずみ曲線と(2)破壊強さを圧縮法によって高温まで測定した。この結果(1)については,約1,800度C以上の高温になるとUO/SUB2のひずみ硬化指数は急激に小さくなった。このことから1,800度C以上の温度領域での変形は粘性状態で生ずることが判明した。(2)については,UO/SUB2の破壊強さを1,1001,300度Cまで精度よく測定することができた。この際,荷重作用点の面積と摩擦を有限要素法によるコンピュータ解析で考慮し測定上のバラツキを避けた。
