JOPSS:検索結果一覧

論文

Modeling and analysis of thermal-hydraulic response of uranium-aluminum reactor fuel plates under transient heatup conditions

S.Navarro-Valenti*; S.H.Kim*; V.Georgevich*; R.P.Taleyarkhan*; 更田豊志; 曽山和彦; 石島清見; 古平恒夫

NUREG/CP-0142 (Vol. 4), 0, p.2957 - 2976, 1996/00

米国オークリッジ研究所で設計・開発が進められている新型研究炉Advanced Neutron Source Reactorでは、アルミニウム被覆ウラン・シリサイド板状燃料が使用されるが、現在NSRRではこの燃料を模擬したミニプレート型試験燃料のパルス照射実験を実施している。そこで、NSRR実験条件(強サブクール、自然対流冷却条件)下における同燃料の熱水力挙動について、3次元コードHEATING-7を使用した解析を実施し、解析結果とパルス照射時に測定された被覆材表面温度の過渡記録との比較を通じて、熱伝達モデルの検証を行った。強サブクール条件下における過渡核沸騰熱伝達については、これまでに得られているデータが極めて限られているが、定常核沸騰の場合の3.4~5.4倍の熱伝達率を仮定することによって、解析結果と実験結果の極めて良い一致が得られた。

論文

Aluminum clad uranium silicide fuel experiment in the NSRR, Mechanical energy conversion and chemical augmentation

更田豊志

Proc. of Seminar on the Vapor Explosions in Nuclear Power Safety, 0, p.121 - 133, 1996/00

高温溶融物と冷却材とが接触し、蒸気爆発を生じた際の、熱エネルギから機械的エネルギへの変換、変換効率を左右する因子、化学反応の影響などについて論ずるための材料として、(1)機械的エネルギ変換率の測定・評価方法、(2)冷却材サブクール、溶融物/冷却材比、外部トリガー強度などの機械的エネルギ変換効率に及ぼす影響、(3)蒸気爆発に起因する化学爆発について触れるとともに、トピックスとして、NSRRにおけるシリサイド燃料実験の結果を紹介する。同実験では、次世代型高出力研究炉のシビアアクシデント時に想定される極めて厳しい条件下において、激しい燃料の微粒子化並びに機械的エネルギの発生に至っており、水素発生や化学反応の寄与に関するデータを得ている。

報告書

出力暴走条件下におけるアルミニウム被覆ウランシリサイド板状燃料の溶融及び機械的エネルギの発生

更田豊志; 石島清見; 藤城俊夫; 曽山和彦; 市川博喜; 古平恒夫

JAERI-Research 95-077, 28 Pages, 1995/10

JAERI-Research-95-077.pdf:2.49MB

燃料全体に及ぶ溶融、更には微粒子化に伴って機械的エネルギの発生に至る苛酷な出力暴走条件下で、アルミニウム被覆ウラン・シリサイド板状燃料のパルス照射実験を実施した。即発発熱量1.68kJ/g・U $_{3}$ Si $_{2}$ で、発熱部に貫通口を生じ、下部に溶融物の塊を生ずるなど著しい変形が見られたが、この条件ではU $_{3}$ Si $_{2}$ 燃料粒子は外周部にアルミニウム母材との反応相を形成するものの完全な溶融には至っておらず、即発発熱量が1.99kJ/g・U $_{3}$ Si $_{2}$ 以上に達すると完全に溶融し、凝固後広い範囲に亘って樹状晶を形成する。燃料の微粒子化及び機械的エネルギ発生しきい値は約3.4kJ/g・U $_{3}$ Si $_{2}$ で、即発発熱量の上昇に伴って機械的エネルギ転換率は増大し、最大4.3%に達した。

論文

Transient behavior of low enriched uranium silicide miniplate fuel under a triplet configuration

柳澤和章; 藤城俊夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(10), p.981 - 988, 1995/10

https://doi.org/10.3327/jnst.32.981

被引用回数：1 パーセンタイル：17.53(Nuclear Science & Technology)

本誌は研究炉(JRR-3)用として検討されている低濃縮ウランシリサイド燃料仕様(密度4.0gU/cc)及び現行のアルミナイド燃料仕様の小型板状燃料を用いた過渡実験結果について報告するものである。過渡照射は、原研の安全性試験研究炉(NSRR)を用いて遂行した。得られた結果は以下のとおり:(1)近い将来JRR-3炉心に使用を検討されている仕様の密度のシリサイド燃料板を用い、発熱量106cal/fuelまで過渡照射した。供試燃料板のピーク表面温度(PCST)は508 $^{circ}$ Cに達したが、破損は起こらなかった。本実験は、PSCT400 $^{circ}$ C以上で生ずると考えられているブリスターを模擬した過渡実験であった。実験結果から供試シリサイド燃料板は508 $^{circ}$ Cまでブリスター破損に対し、強い抵抗を有していることが立証された。(2)供試アルミナイド燃料板は発熱量55cal/g-fuelの実験において燃料板のPCSTが230 $^{circ}$ Cに達したが、異常は認められなかった。この実験条件は、JRR-3の安全評価における最も厳しい燃料温度条件の流路閉塞事故PCST、150 $^{circ}$ Cを大きく上まわっており、安全評価における安全裕度が実験により確認された。

論文

Analytical and experimental investigation of the dispersion process during rapid transients for the aluminum-based nuclear fuel plates

V.Georgevich*; R.P.Taleyarkhan*; S.H.Kim*; 更田豊志; 曽山和彦; 石島清見

ORNL/TM-12956, 0, 117 Pages, 1995/06

アルミニウムを被覆材及び燃料ミート部の母材として使用しているシリサイド燃料をはじめとするウラン・アルミニウム板状燃料の、出力暴走条件下における微粒子化について、燃料板の歪み速度並びにウラン/アルミニウム反応及びアルミニウム/水反応のモデル化を行い、機械的エネルギーの発生を伴う微粒子化に至る発熱量しきい値に関する解析を行うとともに、NSRR実験及びTREAT実験の結果との比較を通じて、解析モデルの検証を行った。解析結果は、歪み速度の急昇に伴って微粒子化の発生に至ること、並びに微粒子化の開始がアルミニウムの蒸発開始に一致することを示している。更に、ウラン/アルミニウム反応及びアルミニウム/水反応による発熱の寄与が微粒子化の発生に至る発熱量しきい値に著しい影響を与えることが明らかとなった。

論文

Transient behavior of low enriched uranium silicide plate type fuel for research reactors during reactivity initiated accident conditions

柳澤和章; 藤城俊夫; 堀木欧一郎; 曽山和彦; 市川博喜; 古平恒夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(8), p.741 - 751, 1993/08

https://doi.org/10.3327/jnst.30.741

被引用回数：4 パーセンタイル：44.87(Nuclear Science & Technology)

研究炉用燃料の低濃縮化が推進されているが、安全性研究の観点から、燃料板の過渡ふるまい-特に燃料しきい値と破損モードに関する研究を、安全性試験研究炉(NSRR)を用いて実施した。未照射シリサイド小型燃料板に対して、低発熱量(低温)から徐々に発熱量を増加して行く方式で、燃料板の破損発熱量を同定し、それが82~94cal/s・fuelの間にある事を見い出した。この発熱量領域に於ける燃料板表面最高温度は400 $^{circ}$ C以下である。燃料板の破損は、板の長手方向にほぼ直角に微細割れが伝播するモードで生じている。粒界割れであり、燃料板表面から芯材に向って割れは走っている。この割れ発生の駆動力は、核沸騰離脱(DNB)を生じて高温化した燃料板が急冷される際に生じる温度差によるものであり、いわゆる「焼き割れ」の形態で燃料板は破損すると思われる。熱応力計算結果もこの推定が妥当である事を示唆している。

論文

Dimensional stability of low enriched uranium silicide plate-type fuel for research reactors at transient conditions

柳澤和章; 藤城俊夫; 堀木欧一郎; 曽山和彦; 市川博喜; 古平恒夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(3), p.233 - 243, 1992/03

https://doi.org/10.3327/jnst.29.233

本報は、試験研究炉用低濃縮ウラニウムシリサイド小型板状燃料を用いた過渡実験研究の結果について、報告するものである。パルス照射は安全性研究炉(NSRR)を用いて行った。得られた結果は、以下の通りである。(1)燃料板温度が400 $^{circ}$ C以下では、供試燃料板は非常に良い寸法安定性を示し、燃料破損はなかった。(2)540 $^{circ}$ C以上では、Al-3%Mg合金被覆材に割れが生じた。被覆材の溶融温度640 $^{circ}$ Cを越えると、曲がりの増加、溶融アルミの流動によって露出した芯材部分の割れにより、燃料板は健全性を喪失した。この様な状況になっても、燃料板の破砕や機械的エネルギの発生は、燃料温度971 $^{circ}$ Cまで全く見られなかった。(3)971 $^{circ}$ C付近の高温領域では、燃料芯材と溶融芯材アルミスは溶融アルミ被覆材との反応が生じた。

報告書

低濃縮ウランシリサイド小型板状燃料のパルス後金相詳細観察

柳澤和章

JAERI-M 91-152, 195 Pages, 1991/10

JAERI-M-91-152.pdf:20.69MB

低濃縮(19.89w/o)ウランシリサイド小型板状燃料を作製し、燃料密度4.8g/cm $^{3}$ のものについて、原研の安全性研究炉(NSRR)にてパルス照射を行った。研究目的は過渡時のシリサイド燃料板の寸法安定性と破損しきい値の究明にある。得られた結果は、以下の通りである。(1)400 $^{circ}$ Cを超えると燃料板の曲りが著しくなり、約900 $^{circ}$ Cで最大7mmとなった。燃料芯材の肉厚は初期0.51mmから最大で1.7mm(236%)に増加した。これは、マトリクスアルミニウム及び被覆アルミニウムが再結晶化又は溶融をおこしたり、芯材ミートと相互反応をおこしたりした結果、スウェリングが発生したためである。高温化した燃料板では、芯材のクリープ変形のため凹凸変形が著しくなった。400 $^{circ}$ Cを超えて高温になるに従って、寸法安定性は失われる傾向にあった。

報告書

BASIC program to compute uranium density and void volume fraction in laboratory-scale uranium silicide aluminum dispersion plate-type fuel

宇賀神光弘

JAERI-M 91-069, 54 Pages, 1991/05

JAERI-M-91-069.pdf:1.51MB

実験室規模のウランシリサイドアルミニウム分散型板状燃料(ミニプレート)について、燃料ミート中のウラン密度及びボイド体積率を計算するための簡易BASICプログラムを開発した。研究室で調整されたミニプレートについてボイド体積率の計算値と燃料ミート中のボイド分布との対応を示す一例をあげた。本プログラムは、実験的に決定されるミニプレート各成分の密度及び重量・寸法データからミニプレートの主要パラメータに関するデータベースを構築することが可能である。MS-DOS環境下で、BASICプログラムの開発を容易にするユテリティ-プログラムを示した。すべてのソースリストが与えられ簡単な説明が加えられている。

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