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論文

Cladding embrittlement and fuel rod failure threshold under reactivity initiated accident condition

柳原 敏; 塩沢 周策

Journal of Nuclear Science and Technology, 24(11), p.897 - 905, 1987/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:29.78(Nuclear Science & Technology)

原研NSRRにおいて反応度事故時における軽水炉燃料の破損挙動を究明するための実験を行い、照射後燃料棒の金相観察及び解析により、燃料棒の破損原因を検討した。冷却条件や仕様を変えて照射実験した燃料棒の金相観察の結果、これらの条件により、破損しきい値は異なるものの、破損の原因は全て酸化脆化であることが分かった。また、破損した被覆管は常に溶融により薄肉化しており、この領域は完全に脆化していた。さらに、被覆材内の酸素の拡散挙動を評価し、被覆管が完全に脆化するには、その温度が融点に達して薄肉化する必要があることが分かった。これは金相観察の結果と良く一致する。従って、燃料棒の初期破損は、被覆管温度が融点に達したか否かにより評価することができる。この結果は、反応度事故解析において、新しい仕様を持つ燃料棒の破損しきい値の推定や、様々な条件下における燃料棒の破損の有無を評価する上で有用である。

論文

Evaluation of thermocouple fin effect in cladding surface temperature measurement during film boiling

鶴田 隆治; 藤城 俊夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(7), p.515 - 527, 1984/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:70.75(Nuclear Science & Technology)

反応度事故時の燃料挙動を調べる上で被覆管表面温度は重要な情報を与えるため、温度測定に付随する熱電対のフィン効果の程度を知る必要がある。本報では、燃料棒が高温となる膜沸騰状態において熱電対のフィン効果を評価するための式を導出し、自然対流ならびに強制対流の場合を例にとってその結果を示した。さらに、種々の太さの熱電対による温度測定実験を行い、酸化膜厚から評価した温度降下が導出した評価式による結果と良く一致することを示した。以上の結果に基づき、自然対流条件下において被覆管温度が1000$$^{circ}$$Cを超える場合、線径0.2mmおよび0.3mmの熱電対(Pt-Pt・13%Rh)による温度降下はそれぞれ約120$$^{circ}$$Cおよび約150$$^{circ}$$Cとなることを示し、また、線径・被覆管温度とともにフィン効果が増し、とりわけ強制対流条件下やクエンチ点近傍のような蒸気膜が薄い場合にフィン効果は大きくなることを確認した。

論文

Acceleration of zircaloy-steam reaction rate by deformation under high temperature transient

古田 照夫; 川崎 了

Journal of Nuclear Science and Technology, 17(3), p.243 - 245, 1980/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:70.2(Nuclear Science & Technology)

軽水炉の冷却材喪失事故において、ジルカロイ被覆管は内圧のためふくれ変形を起した後水蒸気によって著しく酸化される。そこで、変形を与えた後の酸化速度について、ジルカロイ板を使って昇温中に引張変形を与えた後高温酸化させて検討を加えた。変形を与えた場合の酸化膜厚は変形を与えない場合のそれに比べて厚くなり、酸化が加速されることを認めた。また、変形温度が低いほど、そして同じ変形温度では大きな歪が与えられた場合に酸化速度が早くなることも認めた。なお、酸化前の変形は酸化反応の初期にだけ加速効果を与えることも明らかにした。

報告書

IFA-508(I)データー解析速報,2; 燃料棒の直径変形,照射期間:1977年6月~7月,到達燃焼度:70MWd/tUO$$_{2}$$

柳澤 和章

JAERI-M 7711, 52 Pages, 1978/06

JAERI-M-7711.pdf:1.79MB

国産燃料体のHBWRにおける照射実験結果の解析を速報である。主に被覆管の直径変化について報告する。解析の対象となった照射期間は1977年6月-7月、到達燃焼度は70MWd/Tuo$$_{2}$$である。得た結果は下記の通りである。(1)被覆管にうねりが発生した。(2)リッジDr、サブリッジDsおよび谷の径Dtを定義した。(3)Drは出力の増加と共に増加した。燃料棒のギャップと被覆管肉厚の違いによってDr、DsおよびDtにも挙動の相違がみられた。(4)薄肉小ギャップ棒の最高出力(500W/cm)での最大歪はDr値で0.2%、永久 歪は0.13%であったが厚肉小ギャップ棒の最高出力(500W/cm)での最大歪はDr値で0.14%、永久歪は0.05%であった。(5)Dr値は燃料棒の底部、中央部および頂部で異なった。これにはサブリッジDsの効果が大きいことがわかった。(6)高出力保持中の緩和では薄肉管と厚肉管の差がみられた。径歪と軸歪との相関は薄肉管ではよく一致したが厚肉管ではなかった。径方向の変形様式はよく似ていた。(7)FEMAXIコードは比較的よく実験値と一致した。

報告書

ジルカロイの酸化に及ぼす変形の影響

古田 照夫; 川崎 了; 橋本 政男; 大友 隆

JAERI-M 6869, 20 Pages, 1977/01

JAERI-M-6869.pdf:0.84MB

冷却材喪失事故時の燃料棒に対する変形の酸化に及ぼす影響を調べるため、ジルカイロ被覆の模擬燃料棒破裂試験と高温引張試験を水蒸気中で実施した。特に高温引張試験では変形を与える試料と与えない試料を同時に行なった。酸化評価は金属組織的方法により求めた。変形は酸化膜生成に影響を与え、酸化を加速する傾向を与える。なかでも、変形温度と変形量に酸化が依存し700~900$$^{circ}$$Cの変形温度では むしろ低温の方がより酸化に強く影響を及ぼす。酸化膜はmonoclinic型およびtetragonal型ZrO$$_{2}$$であり、変形は両者の生成割合を変化させる。また、浸入酸素も大きな変形が与えられた方がより深くまで浸入する。

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