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報告書

高温工学試験研究炉用被覆燃料粒子の被覆層の照射応力解析

林 君夫; 佐藤 貞夫; 豊田 純二*; 塩沢 周策; 沢 和弘; 鹿志村 悟*; 菊池 輝男; 福田 幸朔

JAERI-M 91-111, 38 Pages, 1991/07

JAERI-M-91-111.pdf:1.41MB

高温工学試験研究炉(HTTR)の燃料について、HTTR条件下での照射に伴なう被覆燃料粒子の被覆層応力の解析をMICROSコードを用いて行なった。改良型SiC被覆粒子燃料(B-1型燃料)は、標準燃料(A型燃料)に比べて第1層(低密度熱分解炭素層)および第3層(SiC層)を厚くしているため、被覆層の応力は緩和される。ZrC被覆粒子燃料(B-2型燃料)については、ZrC層の照射寸法変化がないと仮定したことから、B-1型燃料の場合と殆んど同一の結果が得られた。以上の結果は、被覆層の照射応力による破損に対して、B-1型およびB-2型燃料がA型燃料に比べて、より健全性を保ちうることを示している。最後に、燃料挙動解析コードの開発に向けての課題について述べた。

論文

Release behavior of metallic fission products from pyrocarbon-coated uranium-dioxide particles at extremely high temperatures

林 君夫; 福田 幸朔

Journal of Nuclear Science and Technology, 27(4), p.320 - 332, 1990/04

https://doi.org/10.3327/jnst.27.320

熱分解炭素(BISO)で被覆した二酸化ウラン燃料粒子を1300~1400$$^{circ}$$Cで約1%fimaの燃焼度まで照射した後、1600~2300$$^{circ}$$Cの温度において黒鉛ヒーター中で等時加熱および等温加熱を行った。$$^{137}$$Cs、$$^{155}$$Euおよび$$^{106}$$Ruの放出割合は、2000$$^{circ}$$C、2時間の加熱後には10$$^{-2}$$以上となった。これは、健全な炭化珪素(SiC)被覆を持つTRISO粒子からの放出割合が、この値より低いのと対照的であった。BISO粒子からの$$^{137}$$Csおよび$$^{144}$$Ceの放出は、高密度熱分解炭素(PyC)中の拡散に支配された。一方、$$^{155}$$Euおよび$$^{106}$$Ruの放出は、1800$$^{circ}$$C以上では燃料核中の拡散に支配された。これらの結果は、欠陥SiC層を持つTRISO粒子からの核分裂生成物の放出に関する参照用データとして用いることができる。

論文

Diffusion coefficients of fission products in the UO$$_{2}$$ kernel and pyrocarbon layer of BISO-coated fuel particles at extremely high temperatures

林 君夫; 福田 幸朔

Journal of Nuclear Materials, 174, p.35 - 44, 1990/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(90)90418-M
 被引用回数：1 パーセンタイル：19.6(Materials Science, Multidisciplinary)

熱分解炭素(PyC)被覆UO$$_{2}$$粒子からの金属FPの放出を1600~2300$$^{circ}$$Cの温度範囲において照射後加熱によって調べた。$$^{106}$$Ruおよび$$^{155}$$Euの放出は、1800$$^{circ}$$C以上の温度では燃料核中の拡散によって律速され、それらの換元拡散係数は互いに非常に近い値であった。PyC層中のCsの拡散係数D$$_{Cs}$$(m$$^{2}$$/s)は、放出割合から次のように求められた。D$$_{Cs}$$=1.2$$times$$10$$^{-3}$$exp(-4.12$$times$$10$$^{5}$$(J/mol)/RT)この値は、CeのPyC層中の拡散係数に比べて1桁大きかった。PyC層中のFPの拡散係数について、それらのイオン半径および炭化物の安定性の観点から議論した。

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