Double diffusive dissolution model of UO pellet in molten Zr cladding

伊藤 あゆみ*; 山下 晋; 田崎 雄大; 垣内 一雄; 小林 能直*

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(4), p.450 - 459, 2023/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2022.2114956

The rapid dissolution of UO in molten Zr that could occur during fuel-cladding liquefaction at high temperatures and its kinetics were reformulated considering the convective mass transfer and the chemical effect at the UO/Zr interface. The mass transfer coefficient of U was obtained as a correlation including the aspect ratio term by CFD analysis. To explain the gap between the rapid dissolution rate observed in the experiments and the density-driven convective mass transfer, we introduced an idea in which the eutectic melting at the UO/Zr interface promotes the grain detachment owing to infiltration of the U-Zr-O liquid into the UO grain boundaries. The developed model was validated with UO-Zr crucible experiments at 2273 and 2373 K. The calculated mass percentage ratios of U/Zr agreed with the measurements and the transition times from rapid saturation to precipitation were consistent with the metallographic observations.

処分技術・安全評価分野についての技術情報統合システムの製作 -成果報告書-

石原 義尚*; 伊藤 貴司*; 小林 茂樹*; 根山 敦史*

JNC TJ8440 2004-005, 137 Pages, 2004/02

JNC-TJ8440-2004-005.pdf:2.42MB

地質環境条件の調査(サイト特性調査),処分技術(処分場の設計),および性能・安全評価の3分野で得られる技術基盤情報を体系化した技術情報統合システムの構築に向けて,本業務では,処分技術および安全評価分野についてのシステム製作を行った。・試験や解析等の個別研究に係わる技術情報を中心に管理する技術情報データベースと,取りまとめ的な評価を行う際に用いる設定済みデータセットを中心に管理するパラメータセットデータベースの構造を検討し,データベースを構築した。・データベースに登録・管理される技術情報の共有・利用を支援・促進するため,技術情報登録機能,技術情報検索・閲覧機能,解析支援機能,可視化機能等のユーティリティ機能を検討し,これらの機能を実現したシステムを構築した。・構築したシステムをサイクル機構所有のサーバにインストールし,機能確認試験を実施した。

Effect of seismic isolation on the tokamak in ITER

常松 俊秀; 難波 治之*; 圷 陽一; 大川 慶直; 薬研地 彰; 武田 正紀*; 矢島 健作*; 新田 義雄*; 小林 健一*; 前田 郁生*; et al.

Fusion Engineering and Design, 41(1-4), p.415 - 420, 1998/09

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00238-5

ITERトカマクは運転時の熱応力と重力支持並びに耐ディスラプション支持のために従来の大型機器に比べて柔構造になっており、現在の設計は0.2Gの地震力に対する設計がなされている。この設計をさらに大きな地震が想定されるサイトに建設した場合のオプションとして免震の採用が提案されており、本論文では建屋、トカマクを含めた振動解析モデルを使い免震を導入した時のトカマクへの地震力の影響を解析し、その結果から免震採用時の技術的課題を摘出している。

東京電力福島第一発電所事故におけるセシウムの化学挙動に関する検討,8; ステンレス鋼の水蒸気酸化に伴うSiの挙動

Zheng, L.*; 細井 一矢*; 植田 滋*; Gao, X.*; 北村 信也*; 小林 能直*; 逢坂 正彦

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故により生成した不溶性Cs含有粒子のSi供給源は明らかになっていない。炉内の構造材料および制御棒に用いられているステンレス鋼はSiを含有するため、その供給源となる可能性がある。本研究では、1200C水蒸気含有雰囲気中で生成したステンレス鋼酸化相およびSiの挙動を観察し、Siの気相への移行挙動について考察した。

Effect of grain refinement on dynamic strain aging in SUS304L stainless steel under high temperature pressurized water

広田 憲亮; 近藤 啓悦; 中野 寛子; 藤田 善貴; 武内 伴照; 井手 広史; 土谷 邦彦; 小林 能直*

no journal, , 

原子力分野では、沸騰水型原子炉のシュラウドや加圧水型原子炉の再循環系配管で動的ひずみ老化(DSA)が確認されている。この現象は、材料の加工硬化速度を増加させ、延性の低下を引き起こす。Rodriguezは、ステンレス鋼を用いると、この加工硬化が結晶粒の微細化に伴って増加し、DSAが発生しやすくなることを報告している。本研究の目的は、超微細粒SUS304L(UFGS)を用いて、原子炉を模擬した高温加圧水(HTPW)環境におけるDSAに及ぼす結晶粒微細化の影響を評価することである。UFGSを熱処理して粒径を0.59mから68.6mに調整し、0.2%耐力に対するホール-ペッチ則の整理を行った。本研究で得られたk値は、これまでSUS304Lで得られていた参考値とほぼ同様であった。破壊ひずみに及ぼす粒径の影響について、大気中の引張試験と溶存酸素1ppb未満の条件下で598K/15MPaのHTPW環境での低歪速度引張試験(SSRT)との比較を行うと、粒径が粗くなるにつれ、大気中よりもHTPW下において破壊ひずみが小さくなることが示された。HTPWの破壊後の顕微鏡写真では、28.4m以下の粒径材で延性破壊面が観察された。しかし、粒径が68.6mまで粗くなると、全破断面の半分以上が脆性破壊となった。HTPW下で粒径0.59mの材料では、試料の破断断面において{111}/3境界の対応粒界が多く観察された。しかし、粒径が68.6mまで粗大化すると、これらの分布はほとんど観察されなくなった。したがって、HTPW下で微細粒ステンレス鋼においてDSAによる亀裂伝播が抑制された原因は、{111}/3境界による転位蓄積の緩和によるものと推察される。