| 研究課題/領域番号 |
06558071
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
エネルギー学一般・原子力学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
杉崎 昌和 九州大学, 工学部, 教授 (10037905)
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| 研究分担者 |
波多野 雄治 九州大学, 工学部, 助手 (80218487)
橋爪 健一 九州大学, 工学部, 助教授 (70243912)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | 軽水炉燃料 / 乾式貯蔵 / ジルカロイ / 水素化物 / シャルピー試験 |
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| 研究概要 |
使用済み軽水炉燃料のジルカロイ被覆管中に形成された水素化物の不均一分布が被覆管の靱性値に与える影響を調べるため、2種類の平均水素濃度(100ppmおよび400ppm)で一次元方向に濃度勾配を有するジルカロイ-2試料(寸法:5mm x 10mm x 50mm)を熱拡散法により調整し、シャルピー試験により靱性値を測定した。測定は室温より250℃の温度範囲で行った。その結果、水素化物が均一に分布した試料の靱性値は不均一に分布した試料に比較して著しく低下する事が判明した。また、使用済み軽水炉の被覆管中に形成された水素化物の乾式貯蔵中における再分布の駆動力を熱力学的に解析し、再分布の経時変化の計算機シミュレーションを行った。対象とした燃料の条件は燃焼度が40-50GWd/tで水素が300-400ppm吸収されているものとした。このときの水素分布状態は軽水炉の運転中の温度条件および想定される水素吸収挙動に基づき計算機シミュレーションにより解析した。想定した乾式貯蔵中の温度は150-450℃とした。解析は被覆管の直径方向および軸方向について行った。その結果、つぎの結論を得た。(1)原子炉で使用中に被覆管の径方向に形成された水素化物の不均一分布は乾式貯蔵中の通常の温度条件下では著しく均一化することはない。(2)ジルカロイ被覆管中に総量400ppmの水素が軽水炉運転条件下で吸収されている使用済燃料を乾式貯蔵した場合、なんらかの異常で被覆管温度が480℃以上に上昇すると、水素化物の径方向の均一化が数十分以内で起こり、被覆管の靱性値は大幅に低下する。なお、研究結果を国際原子力機関の共同研究の検討会および日本原子力学会秋の大会において発表した。
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