Improvement of irradiation facilities performance in JMTR

菅野 勝; 桜井 進; 本間 建三; 佐川 尚司; 中崎 長三郎

JAERI-Conf 99-006, p.264 - 269, 1999/08

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-99-006.pdf

JMTRには、燃料及び材料の照射試験やラジオアイソトープの生産のために多種の照射装置が据え付けられている。これらの照射装置は、設計寿命に達した際には更新を行っているが、新しい照射要求に対応するため更新の都度性能の改善を実施してきた。本発表は、これらの照射装置のうち出力急昇試験設備(BOCA/OSF-1)と水力ラビット2号機(HR-2)の性能の改善について報告する。

燃料棒内酸素センシング技術の開発; 酸素センサーの特性試験

齋藤 順市; 星屋 泰二; 桜井 文雄; 酒井 陽之

JAERI-Tech 96-015, 58 Pages, 1996/03

JAERI-Tech-96-015.pdf:1.66MB

材料試験炉部では、軽水炉等で照射された高燃焼度燃料について、その諸特性をJMTRで再照射しながら把握していくことを目的とした、新しい照射技術の開発を継続して行っている。本報告は、これらの照射技術開発の一環として進めている燃料棒内酸素センシング技術の開発のうち、固体電解質である安定化ジルコニアを用いた酸素センサーの特性試験についてまとめたものである。試験では、参照電極として、Ni/NiO、Cr/CrO及びFe/FeOの粉末を用い、酸素センサーが示す起電力性能とその安定性、センサー寿命等について評価した。その結果、最も安定した起電力を長時間示したジルコニアセンサーの参照極は、Ni/NiO極であることを明らかにした。技術開発の最終目標は、出力急昇時の燃料棒内酸素ポテンシャルの変化を測定することである。

Annual report of JMTR, 1993

材料試験炉部

JAERI-Review 94-012, 83 Pages, 1994/12

JAERI-Review-94-012.pdf:2.75MB

1993年度、JMTRは、核燃料及び材料の照射研究並びにラジオアイソトープの製造のため106から109サイクル前半の運転を行った。照射実績は水力ラビットが96件、キャプセル、ガスループ及び出力急昇試験の照射設備の利用が162件である。ホットラボでは照射後試験として106キャプセルに対して各種の試験を実施した。また、設計では2種類のキャプセルを開発した。最近のトピックスとして、燃料の濃縮度低減化計画に従って、1993年度にLEU燃料炉心に移行した。核融合炉分野ではブランケット材料の開発を中心とした研究を実施している。現在、出力急昇試験を進めているが、将来更に計画を拡げていく。新しい技術として、再計装技術、遠隔自動制御クラック伝播試験機、微小試験片の試験技術及び高放射化器材の水中切断機を開発した。

ハルデンプロジェクト出張報告 ATR実証炉燃料の第1出力急昇試験

加藤 正人

PNC TN8600 94-004, 184 Pages, 1994/08

PNC-TN8600-94-004.pdf:9.48MB

平成6年8月8日21日にノルウェーエネルギ技術研究所ハルデンプロジェクトへ出張し、ATR実証炉燃料の第1回出力急昇試験(ランプ試験)に立ち会うとともに、すでに照射の終了している燃料の照射後試験結果について技術的な打ち合わせを行った。それら、試験結果と打ち合わせた内容について報告する。ふげんにてベース照射を行ったATR実証炉燃料の破損限界を調べる目的のために、ハルデン炉にて出力急昇試験を行った。試験は燃焼度13.0GWd/tの標準燃料と改良型燃料(Zrライナー)及び17.9GWd/tの標準燃料の3本について、目標到達線出力密度60kW/mまでのマルチステップランプ試験を行い、燃料には破損検知のため照射中の被覆管伸びをオンラインで測定できる計装を取り付けた。その結果、各燃料は、それぞれ、62.4、64.2、62.2kW/mの線出力密度まで照射され、破損することなく試験を終了した。ランプ試験中の燃料挙動として、被覆管のリラクゼーションと塑性変形を観察した。また、すでに照射試験の終了しているIFA-554/555,565の照射後試験とIFA-591ランプ試験前の非破壊試験のデータについて、シェラー研究所にて照射後試験結果の技術的な打ち合わせを行い、照射後試験の試験方法、試験データについての解釈について打ち合わせた。

新型転換炉実証炉燃料の照射試験計画; セグメント燃料の出力急昇試験

上村 勝一郎; 河野 秀作; 高橋 邦明; 加藤 正人

PNC TN8020 92-005, 52 Pages, 1992/11

PNC-TN8020-92-005.pdf:1.23MB

現在、Pu開室では新型転換炉(ATR)実証炉用MOX燃料の開発を進めている。本試験計画は、実証炉用MOX燃料の標準燃料及び改良型燃料(中空ペレット、Zrライナー付き被覆管)を対象とし、燃料の破損限界及び出力過渡変化時の照射挙動を調べることを目的とした出力急昇試験に関するものである。試験燃料2体は「ふげん」において、平均燃焼度約19GWd/t及び約27GWd/tまでベース照射を行う。その後、集合体は原研で解体し、照射後試験を行う。さらに、集合体中の出力急昇試験用の燃料棒をハルデンに輸送し出力急昇試験を行う。出力急昇試験を行う燃料は、全長約520mmの短尺燃料で、破損検出のための燃料伸び計又は内圧計の計装を取付け、オンラインで計測を行う。また、出力急昇試験は、シングルステップランプ及びマルチステップランプモードで行い、60kw/mまで出力を変化させ破損限界を調べる。加えて、本試験では、燃料の破損限界を調べる他に、出力急昇試験中の照射挙動と照射後試験の結果とを合わせてATR実証炉燃料の出力過渡変化時の照射挙動を解析・評価を行う。

JMTRにおける出力急昇試験設備の運転経験

小山 昇; 鍋谷 栄昭; 中崎 長三郎; 田中 勲

UTNL-R-0274, p.2-1 - 2-6, 1992/00

JMTRにおける出力急昇試験設備は、軽水炉燃料の安全性研究を目的として、昭和56年より供用を開始し、現在までに48本の燃料試料の出力急昇試験を行った。この間、照射要求に応じて、1サイクル当りの照射本数の増加、照射済燃料の再照射、燃料試料の線出力の増大BOCAキャプセルの再使用化等設備の高性能化を図ってきた。ここでは主にHe-3・BOCA照射装置、シュラウド照射装置について、照射要求の高度化とそれに伴う性能向上について具体例をあげて紹介する。

PWR版FEMAXI-IIIコードによるハルデン軽水炉燃料出力急昇試験についての検討

中村 仁一; 池田 弘章*; 古田 照夫; 森 一麻*

JAERI-M 91-027, 36 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-027.pdf:1.03MB

PWR版FEMAXI-IIIコードを用いて、ハルデン炉で行った軽水炉燃料出力急昇試験についての検討を行った。照射実験データによるコードの検証を行い、クリープダウン、燃料棒直径変化、リッジ高さについては、計算値は実測値と良い一致を示し、PWR版FEMAXI-IIIコードが、PWR型燃料棒の挙動解析に十分な性能を持つことが示された。また、このコードを用いてペレット形状の効果及び燃焼度の効果を明らかにした。一方、試験炉による出力急昇試験条件の違いについても検討を行い、炉型及び燃料仕様による出力急昇時の燃料挙動への影響を調べた。その結果、商用PWR条件及びハルデン炉条件でそれぞれ出力急昇試験を行った場合、燃料中心温度及び被覆管最大応力は、ハルデン炉軽水炉ループ内で照射した場合より、やや大きくなることが明らかになった。

軽水炉燃料のペレット-被覆相互作用,(II); BWR型燃料棒

柳澤 和章; H.Devold*

日本原子力学会誌, 28(8), p.771 - 782, 1986/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.28.771

88BWR型燃料棒のペレット-被覆相互作用に及ぼす燃焼度と燃料設計因子の影響を検討した。その結果、(1)燃焼度の増加によりPCIは加速されること、(2)直径ギャップを小さくすると、PCIが加速されることが、明らかになった。(3)燃焼度15MWd/kgUで、同期20~25分の出力サイクル実験を平均線出力45kW/mと30kW/mの間で826回実施したが、燃料棒は健全であった。サイクル中の変形は弾性的で、サイクルの都度燃料にはPCI変形が生じたが、その数の増加と共にPCIは小さくなっていった。PIEによる燃料棒内ガス圧力測定の結果、サイクル棒とレファレンス棒の間に差はなかった。両者のFPガス放出率も拡散律速の√t(tは時間)依存型であった。(4)燃料棒のPCI破損には燃焼度依存性が観られた。PCI破損しきい値はHBWR条件下でPCI破損した燃料棒のそれと、等しいか又はそれ以下であった。PCI破損棒の緩和は小さく、破損時に軸方向伸びの急激な減少が生じた。

JMTR出力急昇試験設備の開発(その3) (BOCA照射設備特性試験の結果)

中田 宏勝; 瀬崎 勝二; 中崎 長三郎; 石井 忠彦; 伊藤 治彦; 阿部 弘

JAERI-M 85-021, 36 Pages, 1985/03

JAERI-M-85-021.pdf:1.37MB

材料試験炉では、軽水炉燃料ピンの出力急昇試験を行うための設備(BOCA/OSF-1)の開発と設備を昭和53年度より行って来た。本報告は、前報(JAERI-M8533及び同9343)に引き続き、昭和56年の9月から12月にかけて実施したBOCA照射設備の特性試験の結果をまとめたものである。特性試験では、まず装置の長期運転性能を確認したのち、BOCA照射設備を構成する沸騰水キャプセル、キャプセル制御装置及びHe出力可変装置について原子炉運転中に各種測定を実施した。その結果、BOCA照射設備は軽水炉燃料ピンをBWR条件下において2倍以上の変化幅をもって最大50kW/mまで出力急昇させると云う目標をほぼ満足していることを確認した。また、各装置も設計どうりの性能を有し、安定して作動することが確認された。

He-BOCA出力急昇試験設備の開発,2; 試験計画とHe-BOCAの設計

中田 宏勝; 瀬崎 勝二; 永堀 浩; 石井 忠彦; 伊藤 治彦; 土田 昇; 阿部 弘; 中崎 長三郎; 伊藤 昇; 小向 文作; et al.

JAERI-M 9343, 37 Pages, 1981/03

JAERI-M-9343.pdf:1.85MB

材料試験炉では、軽水炉燃料ピンの出力急昇試験に必要な「He出力制御型沸騰水キャプセル(略称He-BOCA)」の開発・整備を昭和53年度より行っている。本報は、前報(JAERI-M8533)に引続き、主に昭和54年から55年にかけて行った各種検討と試験の結果をまとめたものである。出力急昇試験設備としては、新燃料のみならず照射済燃料ピンを、軽水炉と同等の条件下で大量に試験できるものとすることを目標に開発を進めている。今期は主に、BWR条件下で燃料を照射するためのBOCA本体及びBOCA制御装置と、燃料ピンの発熱量を変えるためのHe出力可変装置の詳細設計を行うとともに、設計を確認するために一連の試験を行った。また、He-BOCAにより行う出力急昇試験の計画を検討し、実施のための準備を進めた。