2016 Fiscal Year Annual Research Report
Simulation experiments on failure of Zircaloy cladding due to a coolant loss, and oxidation behaviors of Zircaloy at temperatures through the transition temperatures of ZrO2
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25289236
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
金児 紘征 秋田大学, その他部局等, 名誉教授 (20006688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福本 倫久 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (20343064)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ジルカロイ / 水蒸気酸化 / 酸素センサー / 水素センサー / 酸素ポンプセンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
福島原発事故で過酷事故に至る初期段階として、ジルカロイ被覆管破損事故があった。それを契機として、実際に冷却不良下ではジルカロイ被覆管はどのように酸化、破損するかを想定したシミュレーション実験とジルカロイの水蒸気酸化実験を前年度に引き続いて行った。
前年度までは測定法として水素センサー、酸素センサーを用いていた。本年度は新規にジルコニア製の酸素ポンプ・センサーを導入した。酸素ポンプ・センサーは要求酸素量を測定するセンサーであり、水素センサーの代替センサーとして使用できる。すなわち、高価で取り扱いにくい水素センサーの代わりとなりうる。また、水素センサーと酸素ポンプ・センサーを同時に用いれば、その特性を相互チェックができ、測定値の妥当性を検証できる利点がある。ジルカロイの酸化実験としては、実験条件として水蒸気、酸素を含む水蒸気を用いた。水素センサー、酸素センサー、酸素ポンプ・センサーを連結することにより、ジルカロイの酸化過程を詳しく調べることができた。熱天秤法は温度サイクル実験には浮力変動のために適さないが、本法のセンサー法ではそのような問題も生じない。センサー法では精緻に酸化速度，酸化量を解析でき、有効に利用できることを確認できた。また、ジルカロイの水素爆発に関するシミュレーション試験を繰り返し行った。発熱体を内蔵した小規模ジルカロイ管を水中に沈めると時間の経過とともに水が蒸発してジルカロイ管が加熱され、発生水素を検出できた。事故時の状況に即し、水を機械的に注入したり排出したりした場合についても調べた。得られた結果から、この実験法はジルカロイの冷却水喪失の適切なシミュレーションになることを確信した。本法で用いた水素センサー、酸素センサー、酸素ポンプ・センサーを併用したセンサー法はシミュ―レッション実験にも、酸化実験にも適用でき、今後、有効な測定法になりうることを立証できた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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