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and chromia-alumina additive fuels under simulated reactivity-initiated accidents; A Comparative analysis with FEMAXI-8宇田川 豊; 三原 武; 谷口 良徳; 垣内 一雄; 天谷 政樹
Annals of Nuclear Energy, 139, p.107268_1 - 107268_9, 2020/05
被引用回数：3 パーセンタイル：35.51(Nuclear Science & Technology)This paper reports a computer-code analysis on the base-irradiation behavior of the chromia-and-alumina-doped BWR rod irradiated to 64 GWd/t in Oskarshamn-3, Sweden, and subjected to the reactivity-initiated-accident (RIA) test OS-1, which resulted in a fuel failure due to pellet-cladding mechanical interaction (PCMI) at the lowest fuel-enthalpy increase in all the BWR tests ever performed. The inverse calculation which utilized post-irradiation examination data as its constraint conditions revealed that the OS-1 rod had very likely experienced more intense PCMI loading due to higher swelling rate during base irradiation than other BWR rods subjected to previous RIA tests and thus had been prone to experience enhanced radial-hydride formation. The significant difference in the cladding hoop-stress more than 50 MPa discriminates the OS-1 rod from other BWR rods and supports the interpretation that enhanced radial-hydrides formation differentiated the PCMI-failure behavior observed in the test OS-1 from the previous BWR-fuel tests.
永瀬 文久; 上塚 寛
Proc. of Int. Topical Meeting on LWR Fuel Performance, 0, p.677 - 684, 1997/03
NSRRにおける、PWR高燃焼度燃料に対するパルス照射実験(HBO実験)の結果を評価することを目的に、同じ燃料集合体(大飯1号炉、4サイクル照射)から引き抜いた燃料棒(47GWd/t)に対する照射後試験を行った。燃料棒軸方向10ヶ所における水素分析結果から、水素濃度分布は第2スピン内にピーク濃度(約380ppm)を持ち、燃料棒内で軸方向で大きく変化することが分かった。NSRRで照射されるセグメント燃料は異なるスパンから採取されるため、水素濃度の差がパルス照射時のセグメント燃料の挙動に影響を与えたかもしれない。また、被覆肉厚内で半径方向に水素化物密度の大きな変化が見られ、外面近傍で水素化物の顕著な偏析が認められた。画像解析装置を用いた解析から外面近傍は平均よりもかなり高い水素濃度を持つことが推定される。この水素化物の偏在は運転時の被覆肉厚中の温度分布によって生じるが、パルス照射時にはクラック発生源となる。
永瀬 文久; 清野 俊*; 小松 和志*; 古田 照夫
JAERI-Review 95-012, 122 Pages, 1995/08
JAERI-Review-95-012.pdf:4.42MB
軽水炉燃料の高燃焼度化に伴い、ジルカロイ燃料被覆管の水側腐食量と水素吸収量が増加する。そのため、ジルカロイの水素脆化が燃料棒の寿命を決定する主な要因のひとつになると考えられる。本報告では、照射材を含むジルコニウムとその合金の水素脆化に関するこれまでの研究をレビューし、高燃焼度燃料被覆材の延性低下に関する研究課題を検討した。ジルコニウム合金の水素脆化に関してこれまでに多くの基礎的な研究がなされてきた。しかし、高燃焼度燃料被覆管の脆化機構は複雑であり、特に、水素化物と照射欠陥が複合的に大きな効果を及ぼすと考えられる。更に高い燃焼度まで燃焼させた被覆管の延性低下を適切に評価するためには、系統的な試験によりこれら2つの因子による複合的な影響を把握する必要がある。
上塚 寛; 古田 照夫; 川崎 了
Journal of Nuclear Science and Technology, 19(2), p.158 - 165, 1982/00
被引用回数：22 パーセンタイル：87.44(Nuclear Science & Technology)軽水炉の冷却材喪失事故時に生ずると予想される内面酸化によるジルカロイ被覆管の脆化挙動を明らかにするために、破裂被覆管内部の雰囲気状態を模擬した滞留水蒸気雰囲気中においてリング状ジルカロイ-4試片を890~1194
Cの温度範囲で等温酸化した。その結果、滞留水蒸気雰囲気中で酸化したジルカロイ-4の脆化は主に吸収水素量に影響されることが明らかになった。100Cにおけるリング圧縮試験で、約500wt.ppm以上の水素を吸収したジルカロイ試片は脆性を示した。本実験の結果は、著しい脆化の原因となる破裂被覆内面における水素吸収が破裂被覆内部の雰囲気状態と強く関係しているという前報で報告した考え方を指示するものである。
上塚 寛; 古田 照夫; 川崎 了
JAERI-M 9445, 37 Pages, 1981/04
軽水炉のLOCA時に燃料被覆管が破裂した場合に生じる内面酸化による披覆管脆化挙動を明らかにするために、水蒸気流中で模擬燃料棒破裂・酸化実験を行った。その結果、内面酸化した燃料被覆管の脆化は被覆中に吸収された水素による水素脆化であることが明らかになった。100Cにおけるリング圧縮試験の結果、ジルカロイ被覆管は酸化温度が1000C以上の場合、吸収水素量200
300w.T.Ppm以上で脆化することがわかった。酸化温度が932972Cの場合には500750w.T.Ppm以上で脆化していた。被覆中に吸収された水素はprior-
結晶粒界近傍に1
m以下の微細な水素化物として析出していた。破裂開口中心から軸方向に1545mm離れた位置に水素吸収のピークがあった。水素吸収のピーク位置が酸化条件の違いによって変化することから内面酸化に伴う被覆中への水素吸収は内面の雰囲気、特に水素と水蒸気の体積比(V
/V
)に影響されると考えられる。
上塚 寛; 古田 照夫; 川崎 了
Journal of Nuclear Science and Technology, 18(9), p.705 - 717, 1981/00
被引用回数：39 パーセンタイル：95.72(Nuclear Science & Technology)軽水炉のLOCA時に燃料被覆管が破裂した場合に生じる内面酸化による被覆管脆化挙動を明らかにするために、水蒸気流中で模擬燃料棒破裂・酸化実験を行なった。 その結果、内面酸化した燃料被覆管の脆化は被覆中に吸収された水素による水素脆化であることが明らかになった。100Cにおけるリング圧縮試験の結果、ジルカロイ被覆管は酸化温度が1000C以上の場合、吸収水素量200~300wt.ppm以上で脆化することがわかった。 酸化温度が932~972Cの場合には500~750wt.ppm以上で脆化することがわかった。 被覆中に吸収された水素はprior-結晶粒界近傍に1m以下の微細な水素化物として析出していた。 破裂開口中心から軸方向に15~45mm離れた位置に水素吸収のピークがあった。 水素吸収のピーク位置は酸化温度と水蒸気流速の違いによって変化した。
宇田川 豊
no journal, ,
This presentation reports a computer-code analysis on the base-irradiation behavior of the chromia-and-alumina-doped BWR rod irradiated to 64 GWd/t in Oskarshamn-3, Sweden, and subjected to the reactivity-initiated-accident (RIA) test OS-1, which resulted in a fuel failure due to pellet-cladding mechanical interaction (PCMI) at the lowest fuel-enthalpy increase in all the BWR tests ever performed. The inverse calculation which utilized post-irradiation examination data as its constraint conditions revealed that the OS-1 rod had very likely experienced more intense PCMI loading due to higher swelling rate during base irradiation than other BWR rods subjected to previous RIA tests and thus had been prone to experience enhanced radial-hydride formation. The significant difference in the PCMI-related parameters between the OS-1 rod and other BWR rods supports the interpretation that enhanced radial-hydrides formation differentiated the PCMI-failure behavior observed in the test OS-1 from the previous BWR-fuel tests.
