[2H01-07] ジルコニウム合金

[2H07] ジルカロイ２被覆管の水蒸気酸化に及ぼす内圧の影響

＊井岡 郁夫¹、加藤 仁¹、小河 浩晃¹、逢坂 正彦¹ (1.日本原子力研究開発機構)

キーワード：ジルカロイ２、内圧、水蒸気酸化、使用済み燃料プール

使用済み燃料プールの冷却機能が喪失した場合、崩壊熱を有する使用済み燃料ピンは冷却水の蒸発に伴い水蒸気環境下に曝される。この時、被覆管は内圧によりバーストするまで、内圧による引張応力下で酸化される。そこで、内圧を負荷したジルカロイ２の水蒸気下での酸化挙動を調べた。酸化試験は、空気0.5 L/minをキャリアガスとして飽和水蒸気中、600 ℃で実施した。ジルカロイ2試験体の全長は500 mmで、加熱領域は200 mmである。試験中に発生した水素ガス量を測定するとともに、試験後に酸化皮膜厚さの測定、組織観察を行った。水素ガスの発生量は試験初期に急増しピークを取った後、70 ppm程度に低下した。酸化皮膜厚さには内圧の増加とともに減少した。皮膜の断面観察では、顕著な差が認められなかった。