被覆燃料粒子の充填率を高めた高温ガス炉用燃料コンパクトの製作性確認と性能評価

水田直紀; 植田祥平; 相原純; 柴田大受

文献

J-GLOBAL ID：201702230545157812 整理番号：17A0585959

被覆燃料粒子の充填率を高めた高温ガス炉用燃料コンパクトの製作性確認と性能評価

Confirmation of Feasibility of Fabrication Technology and Characterization of High-packing Fraction Fuel Compact for HTGR

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号： 2017-004 ページ： WEB ONLY 発行年： 2017年03月
JST資料番号： U0305A 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

日本原子力研究開発機構の高温ガス炉である高温工学試験研究炉(HTTR)の燃料にはセラミックスで多重被覆した被覆燃料粒子を用いており,燃料コンパクトにおける被覆燃料粒子の充填率(被覆粒子充填率)は30%である。実用高温ガス炉においては,燃料の出力密度向上ならびに長期利用のため被覆粒子充填率を高める必要がある。本報は,被覆粒子充填率を高めた燃料コンパクトについて,製作技術の成立性(製作性)確認と性能評価を行った結果をまとめたものである。被覆粒子充填率33%を目標として,HTTR燃料コンパクトと同様の条件で高充填率の燃料コンパクトを製作し,燃料の健全性を確保する上で重要な検査項目である,被覆燃料粒子のSiC層破損率,燃料コンパクトの圧縮破壊荷重および燃料コンパクト内の被覆燃料粒子の均一性を測定した。その結果,被覆燃料粒子のSiC層破損率はHTTR初装荷燃料の製造レベルである8×10^-5と同程度あるいはそれ以下となり,圧縮破壊荷重はHTTR規格の4,900Nを上回った。また,燃料コンパクト内において被覆燃料粒子が均一に分布していることを確認した。以上の評価結果より,高充填率燃料コンパクトの製作性を確認した。また,製作条件の差異が被覆燃料粒子の性能に及ぼす影響を明らかにするため,HTTR燃料コンパクトの製作条件からオーバーコート(OC)条件やプレス条件を変更した高充填率燃料コンパクトを製作し,SiC層破損率および圧縮破壊荷重の測定と評価を行った。その結果,オーバーコートを2段階に分ける2重OC法と,従来よりも高温でOC後の予熱処理や燃料コンパクト成型を行う高温プレス法を併用すれば,母材密度が高くなり,SiC層破損率の低減につながる傾向が得られた。(著者抄録)

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核燃料の製造・加工

引用文献 (7件)：

大橋弘史,佐藤博之,田澤勇次郎他,小型高温ガス炉システムの概念設計(I) -基本設計及び系統概念設計-,JAEA-Technology 2011-013,(2011),67p.
S. Saito, T. Tanaka, Y. Sudo, et al., Design of high temperature engineering test reactor (HTTR), JAERI 1332, (1994), 247p.
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植田祥平,泉谷徹,梅田政幸他,高温工学試験研究炉の第2次燃料製造データベース(その1), JAEA-Data/Code 2006-009,(2006),129p.
中田哲夫,片西昌司,高田昌二他,高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)の核設計,JAERI-Tech 2002-066,(2002),51p.

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