NSRRによる混合酸化物燃料の破損挙動に関する研究(II)(第1次照射実験結果の解析・評価)

横内 洋二*; 上村 勝一郎; 古田土 和雄; 山口 俊弘; 森田 由紀夫*

PNC TN841 84-23, 190 Pages, 1984/05

PNC-TN841-84-23.pdf:3.76MB

混合酸化物燃料の反応度事故時の破損しきい値を求めるとともに,PIEデータの解析を行いATR及びプルサーマル燃料設計に反映する。 第1次照射実験として,PWR標準燃料と同一寸法で,プルトニウム富化度6.33w/oの混合酸化物燃料棒を10本,NSRRで照射を行い,PIE効果・解析により次の結論を得た。 1)今回実験した混合酸化物燃料の破損しきい値は,250256cal/gの間にあることが確認できた。これは,標準燃料(UO2燃料)の破損しきい値253264cal/gよりやや低いが,ほぼ一致している。 2)照射後試験の結果からは,特にUO2燃料の場合と異なる挙動は見い出せなかった。 3)照射試験の結果から,つぎの特性と発熱量との間には,強い相関が見られ, 150190cal/g以上で急激に変化がはげしくなるのが観察された。 ペレット結晶粒径 被覆管結晶粒径 被覆管硬さ 被覆管外径増加量 被覆管酸化膜厚さ 4)数秒程度のごく短時間のペレットの結晶粒成長開始は,燃料の発熱量が約190cal/g以上加わり,燃料温度が約2000度以上で始まる。 5)高温,超短時間の結晶粒成長は,燃料温度と大きな相関性があり,AINSCOUGHの結晶粒成長モデルを実験解析に適用することができた。 6)ペレットの結晶粒径分布を評価することは,トランジェント時の温度分布の評価に貴重な指標となることを示した。 6)FEAPUS-3コードによるペレットのトランジェント温度計算結果は,結晶粒径分布との間に,整合性がとれており,妥当と言える。