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榊原 博; 青木 伸廣; 武藤 雅祐; 小田部 隼; 高橋 謙二*; 藤田 直幸*; 檜山 和彦*; 鈴木 宏和*; 鴨川 敏幸*; 横須賀 徹*; et al.
JAEA-Technology 2020-020, 73 Pages, 2021/03
JAEA-Technology-2020-020.pdf:8.26MB
高速増殖原型炉もんじゅでは、現在、廃止措置が進められており、その第一段階として、炉心に装荷している燃料を取り出す工程がある。炉心の燃料集合体は、エントランスノズルが炉心支持板の連結管に挿入され自立しており、周辺の集合体によりパッド部を介して支え合い炉心体系を維持する構造となっている。そのため、燃料を取り出した場所に模擬燃料集合体を装荷し、燃料集合体を安定させる必要があった。このような背景を受け、もんじゅ炉心燃料集合体の製造経験のあるプルトニウム燃料技術開発センターへ、もんじゅ側から模擬燃料集合体の製造依頼があり、製造を行った。この報告書は、装荷する模擬燃料集合体の設計、製造、出荷について報告するものである。
亀井 美帆; 小澤 隆之
JAEA-Technology 2014-033, 36 Pages, 2014/11
JAEA-Technology-2014-033.pdf:3.93MB
高速炉燃料の高線出力や高燃焼度化を図るためには中空燃料の採用が有望であり、高燃焼度化に対してPCMI発生時における中空部変形によるPCMI応力の緩和効果が期待されている。このような照射挙動を踏まえた中空燃料設計に適用するため、従来から中空燃料設計コード「CEPTAR」の開発・整備を進めてきている。CEPTARコードでは燃料ペレット及び被覆管の応力・歪を一般化平面歪近似に基づき解くとともに、燃料組織変化モデルにボイド移動モデルを用いている。一方で、燃料設計に適用している高速炉用燃料設計コードでは許認可設計に対応するため、燃料組織変化モデルに三領域モデルを採用している。本研究では高速炉燃料の高燃焼度化に係る許認可設計でのPCMI評価に対応するため、CEPTARコードに三領域モデルを適用したCEPTAR-Dコードを開発し、常陽・海外炉における短期照射データ及び長期照射データを用いて熱的解析機能と機械的解析機能の検証を行った。その結果、従来の検証結果とほぼ同程度の精度を有し、燃料組織変化モデルに三領域モデルを適用した場合においても燃料ペレット及び被覆管の応力・歪を一般化平面歪近似で解くことによって、PCMI応力を適正に評価できることがわかった。
亀井 美帆; 小澤 隆之
no journal, ,
将来の高速炉サイクルシステムとして、Puやマイナーアクチニド(MA)をリサイクルし、廃棄物減容・有害度低減を目指したシステム概念の研究開発を進めてきており、燃料開発としては高Pu含有やMA含有MOX燃料挙動を踏まえた燃料の性能を把握することが重要である。ここでは、燃料溶融防止の観点から、燃料特性に対する溶融限界線出力(PTM)の感度解析を行い、高Pu含有やMA含有が熱的性能に及ぼす影響を評価した。この結果、高Pu含有・MA含有による高速炉燃料のPTMは、燃料組成に応じた燃料物性の影響を受けるものの、MA含有率5wt.%までの範囲において、燃料仕様に対してはMOX燃料と同等の相関があり、燃料仕様を適切に設定することによって、従来のMOX燃料と同等の熱的性能を確保することは可能と考えられる。
亀井 美帆; 永沼 正行; 生澤 佳久; 前田 宏治; 佐々木 新治; 小澤 隆之; 廣岡 瞬
no journal, ,
高速炉MOX燃料において、照射によるPu, Amのペレット径方向濃度変化(Pu・Am再分布)は、燃料の融点等に影響を与えるため、重要な挙動である。Pu, Amの照射初期の再分布挙動等を把握するため、高速実験炉「常陽」でAm-MOX燃料の短期照射試験(B14試験)を実施した。本研究では、この試験燃料を対象にO/M比によるPu・Am再分布挙動への影響について、蒸気圧を評価し検討した。
永沼 正行; 亀井 美帆; 前田 宏治
no journal, ,
軽水炉の高燃焼度燃料では、「リム組織」と呼ばれる特異な組織が形成され健全性に影響することが知られている。このリム組織について、高速実験炉「常陽」で高燃焼度まで照射された高速炉燃料においても観測されている。そこで、その照射後試験の結果について燃料挙動解析コードを用いた解析を行い、高速炉燃料のリム組織形成条件に関する評価を行った。結果として、高速炉と軽水炉の照射時の燃料のふるまいの違いに基づき、形成条件に相違があることが分かった。また、リム組織形成による高速炉燃料の健全性への影響について検討し、影響は軽微となることを確認した。
榊原 博; 青木 伸廣; 武藤 雅祐; 小田部 隼; 高橋 謙二*; 藤田 直幸*; 檜山 和彦*; 鈴木 宏和*; 鴨川 敏幸*; 横須賀 徹*; et al.
no journal, ,
現在、高速増殖原型炉もんじゅの廃止措置は第1段階と呼ばれる燃料体取出し期間にある。この炉心燃料集合体の取出し作業では、その取出し箇所に、代替構造物である模擬燃料集合体を装荷する必要がある。模擬燃料集合体は、炉心燃料集合体と外観形状こそ同じものの、核燃料ではないためその内部構造は異なる。原子力機構のプルトニウム燃料技術開発センターでは、この模擬燃料集合体を設計し、製造を行った。設計にあたり、炉心燃料集合体の重量の模擬やナトリウム流路の確保等の設計要求事項に加え、残部材の活用、プルトニウム燃料第三開発室の既存設備を使用すること等を考慮した。また製造にあたり、事前に模擬燃料集合体組立の作業性等を確認し、抽出した課題について対策を行った。結果、模擬燃料集合体120体について、炉側の製造打診から納入まで約3年で完遂した。本発表では、模擬燃料集合体の設計・製造について報告する。