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論文

平成29年度核燃料部会賞(学会講演賞)を受賞して,1

成川 隆文

核燃料, (53-2), P. 5, 2018/08

日本原子力学会2017年秋の大会における発表「非照射ジルカロイ-4被覆管のLOCA時破断限界の不確かさ評価」が評価され、同学会の平成29年度核燃料部会賞(学会講演賞)を受賞した。今回の受賞に関する所感を同部会報に寄稿する。

報告書

水素吸収被覆管の円周方向機械特性評価

北野 剛司*; 更田 豊志; 上塚 寛

JAERI-Research 2001-041, 24 Pages, 2001/08

JAERI-Research-2001-041.pdf:2.75MB

水素化物リム生成が被覆管の円周方向機械特性に与える影響を定量的に評価するために、人工的に水素化物リムを生成させた被覆管の改良リング引張試験を実施した。室温における試験の結果、水素化物リムは脆く、変形初期において亀裂が生じるため、破断歪みは水素化物リム厚さの増加とともに著しく減少することがわかった。一方、573Kにおける破断歪みは、リム部の水素化物密度にも依存し、比較的厚い水素化物リムが生成していても、その密度が低い場合は大きな値を示した。延性-脆性のしきいとなる水素化物密度があり、そのしきい密度が温度とともに大きくなるため、水素化物密度の小さいリムは延性を示し、その結果、比較的厚い水素化物リムが生成している場合でも破断歪みは大きくなると考えられる。

論文

Progress of the RIA experiments with high burnup fuels and their evaluation in JAERI

石島 清見; 更田 豊志

NUREG/CP-0157, 1, p.93 - 105, 1996/10

高燃焼度PWR燃料を用い、NSRRにおいて進められているRIA実験の最近の成果について報告する。実験条件、過渡記録、照射後試験結果等について紹介する。特に、PCMI破損が生じたHBO-5実験については、金相試験の結果等に基づき検討を行う。

論文

Effects of oxygen partial pressure on oxidation of Zircaloy

中村 仁一; 橋本 政男; 大友 隆; 川崎 了

Journal of Nuclear Materials, 200, p.256 - 264, 1993/00

 被引用回数:10 パーセンタイル:27.94

使用済燃料の乾式貯蔵時の酸化挙動を調べるため、ジルカロイ-4の酸化実験を酸素分圧0.1MPaから2$$times$$10$$^{-5}$$MPaの範囲において773kで行った。ジルカロイ-4の酸化速度は、最初3乗則に従い、異った酸素分圧下でも、ほぼ同じ酸化増量で一次則に変化した。一次則領域での酸化速度は、酸素分圧の0.15乗に比例する依存性を示し、この依存性は、ジルコニアの電気伝導度の文献値と良い一致を示した。低酸素分圧下での酸化被膜の劣化は、測定した酸素分圧条件下では生じなかったことから、乾式貯蔵時の許容温度の推定には、空気中での酸化速度を用いることができる。

論文

Distributions of radionuclides onand in spent nuclear fuel claddings of pressurized water reactor

平林 孝圀; 佐藤 忠; 佐川 千明; 正木 信行; 佐伯 正克; 安達 武雄

Journal of Nuclear Materials, 174, p.45 - 52, 1990/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:17.28

本研究は、高燃焼度燃料再処理試験研究の一環として行なわれたものである。加圧水型原子炉の燃料被覆管として、燃焼度範囲約7000~40000MWd/tで使用されたジルカロイ-4の放射能を燃焼度の関数として調べた。被覆管中のCs-137及びRu-106などの核分裂生成物は燃焼度に比例して増大するが、核分裂生成物の中性子捕獲で生成するCs-134、Eu-154などは燃焼度の2乗に比例して増加する。トリチウムや合金成分放射化物は燃焼度に比例して増加する。被覆管内表面及び外表面の$$alpha$$放出核種の放射能は、各々燃焼度の3.1乗及び1.3乗に比例して増大する。また、被覆管内部における放射性核種の分布を調べた結果、核分裂生成物の98%以上は深さ10$$mu$$m以内に存在するが、Co-60のような放射化生成物は内部に均一に分布していること、またトリチウムの分布は、燃焼度が高くなると不均一になる傾向を示すことなどを見いだした。

報告書

ジルカロイ-4/SUS 304共晶ろう接継手の開発試験

清水 一雄; 山田 政治; 荒 克之; 北村 正幸*

JAERI-M 84-081, 45 Pages, 1984/05

JAERI-M-84-081.pdf:4.91MB

ジルカロイ-4とSUS304の共昌ろう接による接合継手の開発を高周波誘導加熱装置を使って試みた。この接合継手の性能を評価するために、オートクレーブ試験(300$$^{circ}$$C、85kg/cm$$^{2}$$、5サイクル-1200時間)、機械的強度試験(室温および300$$^{circ}$$Cにおける引張試験、曲げ試験、バースト試験)、全相試験およびEPMA試験を行った。その結果、高温高圧水中での良好な耐環境性が確認されると共に、接合面をテーパにして、ろう接時の時間と温度を調整すれば、実用に供し得る充分な機械的強度が得られることがわかった。これらのことから、炉内計装用センサー類を軽水炉燃料等へ取り付ける際に共昌ろう接を利用できる見通しを得た。

報告書

LOCA時におけるジルカロイ被覆管内面酸化の挙動

本間 功三; 橋本 政男; 古田 照夫; 大友 隆; 川崎 了

JAERI-M 6602, 21 Pages, 1976/06

JAERI-M-6602.pdf:1.1MB

軽水炉の冷却喪失事故におけるジルカルイ破覆管の内面酸化挙動を模擬するために、滞留水蒸気雰囲気下でジルカロイ-水蒸気反応実験を行なった。滞留水蒸気中での酸化反応量は水蒸気流中で酸化させた場合より著しく減少した。滞留水蒸気との反応によって酸化した試料の延性はリング圧縮試験によって調べた。水蒸気流中で同一温度時間酸化させた試料と比べると、延性は著しく低下した。滞留水蒸気中で酸化させた試料には水素がかなり吸収されたいたが、水蒸気流中で酸化させた試料には水素はほとんど含まれていなかった。従って、滞留水蒸気にさらされる場合の酸化挙動は、酸化反応量は減少するが延性は水素の吸収があるために低下することがわかった。

報告書

冷却材喪失事故時のジルカロイ被覆管の機械的性質におよぼすヘリウムの影響

古田 照夫; 川崎 了

JAERI-M 5749, 14 Pages, 1974/06

JAERI-M-5749.pdf:0.8MB

冷却材喪失事故時のジルカロイ被覆管におよぼす照射の影響のなかで、とくに(n、$$alpha$$)反応で生じるヘリウムの影響を、軽水炉運転中に生成される濃度をもとにして加速器でヘリウムをジルカロイ-4に注入し、800$$^{circ}$$C応力破断試験をおこなって検討した。軽水炉運転中に生成されるヘリウム濃度は最終平均燃焼度で数ppmになり、800$$^{circ}$$Cでは0.5ppm以上のヘリウムが存在するとき破断応力の低下と破断寿命の短縮が認められた。しかし、破断伸びは減少せずむしろ増加する傾向が認められ、冷却材喪失事故中のジルカロイ被覆管の挙動を考えるとき、ヘリウムの影響も無視できないことがわかった。

口頭

非照射ジルカロイ-4被覆管のLOCA時破断限界の不確かさ評価

成川 隆文; 山口 彰*; Jang, S.*; 天谷 政樹

no journal, , 

非照射ジルカロイ-4被覆管に対する冷却材喪失事故模擬急冷破断試験により得られた被覆管の破断及び非破断に関する2値データに対し一般化線形モデルを適用し、ベイズ推定により被覆管急冷破断確率を評価した。急冷破断確率5%の95%信頼水準に相当する等価被覆酸化量は20%であることを明らかにした。

口頭

LOCA時の燃料被覆管急冷破断限界に及ぼす照射影響の評価

成川 隆文; 山口 彰*; Jang, S.*; 天谷 政樹

no journal, , 

統計モデルにより評価した非照射の水素添加ジルカロイ-4被覆管の冷却材喪失事故(LOCA)時急冷破断限界と高燃焼度燃料被覆管のLOCA模擬急冷破断試験結果の文献値を比較した結果、燃焼度66-76GWd/tの燃料被覆管の急冷破断限界は、照射の影響で非照射材に比べ著しく低下することはないと考えられた。

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