Rapsodie PNC-4(2)(3)の照射後試験; 燃料要素の組織観察及び器機分析 Vol.1 要約編

鵜飼 重治; 大里 行弘*; 吽野 一郎; 杉山 忠夫*; 櫛田 直也; 柴原 格

PNC TN9410 86-134VOL1, 70 Pages, 1986/01

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Rapsodie PNC-4(2)(3)は、「もんじゅ」燃料の高燃焼度確性照射試験として実施された。照射した燃料ピンのうちK09ピンは現在動燃の有する最高燃焼度ピンであり、「もんじゅ」の目標燃焼度をほぼ達成している。K09ピンの金相試験はすでに仏国で一部実施済であり、その健全性は確認されているが今回中燃焼度のK07ピンを含め、燃料の照射挙動を詳細に把握するため、燃料組織観察と元素分析を実施した。K09ピンとK07ピンのピーク燃焼度とピーク中性子照射量はそれぞれ128,000MWD/MTM、1.2610E23(E0.1MeV)及び79,000MWD/MTM、7.2510E22(E0.1MeV)である。本試験により以下の結果が得られた。(1)K07ピンの燃料カラム中心部では燃料ペレットと被覆管のギャップは存在せず、照射中は軸方向全域で燃料と被覆管が接触し機械的相互作用(PCMI)が発生していたと考えられる。一方K09ピンでは2.3%のピン径増加が認められ、被覆管のスエリングに起因してギャップ幅は60mにまで再オープンしていた。(2)K09ピンとK07ピンの最大被覆管肉厚減少量はそれぞれ53mと75mであった。高燃焼度で内面腐食量は飽和することが再確認された。(3)被覆管内面腐食部の反応層のうち、燃料側に存在するFe-Ni層と被覆管側に存在するCr-Mn-FP層はそれぞれ金属相と酸化物相であることが、イオンマイクロアナライザによる酸素分析により確認された。(4)中心空孔近傍では、Pu濃度は製造時の20.3wt%から27wt%程度に増加している。(5)燃料内の析出物として灰色層と金属析出物がある。灰色相にはBa-Zr系、Ba-Ce系の化合物が存在する。(6)ペレット内の保持Xe濃度分布と燃料組織は明瞭な対応を示し、光学顕微鏡で観察される黒色リングはFPガスの放出開始領域であることが判明した。柱状晶、等軸晶各領域のXe濃度は検出限界以下であった。

模擬破損燃料ピンの照射後試験

佐々木 新治; 前田 宏治; 大里 行弘*; 小沼 康博*; 額賀 貞芳*

no journal, , 

高速実験炉「常陽」MK-III炉心において、燃料被覆管に人工の欠陥を設けた模擬破損燃料ピンを照射し、照射後試験を実施した。金相試験及びEPMA分析の結果、ナトリウムはクラック部及び空隙部に存在していることが確認された。

MA含有MOX燃料の照射挙動,7; 短期(24時間)照射Np/Am-MOX燃料の金相試験

前田 宏治; 佐々木 新治; 加藤 正人; 木原 義之; 大里 行弘*; 小沼 康博*; 額賀 貞芳*

no journal, , 

FBRサイクル実用化研究開発では、アメリシウム(Am),ネプツニウム(Np)などのマイナーアクチニド(MA)が含有するMOX燃料の照射試験計画(Am-1)を進めている。短期照射試験のうちNp/Am-MOX燃料ピンの10分間照射試験の結果は既に報告した。残りの24時間照射試験が終了し、燃料O/M比の異なるNp/Am-MOX燃料ピンの破壊試験を実施し、組織変化及びMA再分布挙動を把握したので報告する。

高速炉制御棒の長寿命化,4; 「常陽」Naボンド型制御棒の金相試験結果

佐々木 新治; 前田 宏治; 曽我 知則; 大里 行弘*; 小沼 康博*; 額賀 貞芳*

no journal, , 

高速炉における制御棒の長寿命化のため、Naボンド型の制御棒を開発し、常陽にて照射した。照射した制御要素の金相試験を実施した結果、燃焼度が最も高いスタック下部の試料においてはシュラウド管はクラックが入っているが、ペレットリロケーションは抑制されており、シュラウド管と被覆管のギャップは、ほぼ等方的に閉塞していることから、シュラウド管によりペレットリロケーションによるオーバリティが抑制されていることを確認した。