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論文

Oxidation behavior of high-burnup advanced fuel cladding tubes in high-temperature steam

成川 隆文; 天谷 政樹

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(7), p.650 - 660, 2019/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:81.33(Nuclear Science & Technology)

To evaluate the oxidation behavior of high-burnup advanced fuel cladding tubes in high-temperature steam, laboratory-scale isothermal oxidation tests were conducted using the following advanced fuel cladding tubes with burnups of up to 85 GWd/t: M-MDA$textsuperscript{texttrademark}$, low-tin ZIRLO$textsuperscript{texttrademark}$, M5$textsuperscript{textregistered}$, and Zircaloy-2 (LK3). These oxidation tests were performed in steam-flowing conditions at temperatures ranging from 1173 to 1473 K for durations between 120 and 4000 s, and the oxidation kinetics was evaluated. The oxidation kinetics of the high-burnup advanced fuel cladding tube specimens estimated by assuming the parabolic rate law was comparable to or slower than that of the unirradiated Zircaloy-4 cladding tube specimens reported in a previous study. It is considered that the protective effect of the corrosion layer hindered oxidation. Furthermore, no increase in the oxidation kinetics because of the pre-hydriding was observed. The onset times of the breakaway oxidations of these cladding tube specimens were comparable to those of the unirradiated Zircaloy-4 cladding tubes reported in previous studies. Therefore, it is considered that the burnup extension up to 85 GWd/t and the use of the advanced fuel cladding tubes do not significantly increase the oxidation kinetics and do not significantly reduce the onset time of the breakaway oxidation.

論文

ジルカロイ被覆管からみた合金設計への期待

原山 泰雄; 古田 照夫

材料科学, 16(4,5), p.173 - 179, 1979/00

大型電算機を使用して、使用目的に適した合金を設計する法が開発されつつある。本論文は合金設計そのものを論じたものではない。軽水炉被覆管(ジルカロイ)を使用する者から見てジルカロイにどのような性質の改善が望ましいかを考えてみた。通常運転時では、焼きしまりと出力急昇時に影響を与えているクリープ強度と被覆寿命を左右する腐食の問題を取り上げ、今後の被覆材質改良の方向を示唆した。事故時として冷却材喪失事故時の被覆のふるまいを解説し、高温強度と酸化による脆化について被覆材質の改良ではかなりむずかしいことを示した。

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