並列タイトル等Thermal performance of fast reactor type uranium-plutonium oxide fueI pins at beginning-of-life conditions
一般注記高速炉用ウラン-プルトニウム混合酸化物燃料の熱伝導特性の解明は熱伝導式の形で集大成されながら展開しており、2000年に新しい関係式(PNC'98式)が報告された。高速炉燃料は軽水炉燃料よりも使用温度レベルが高いため、2000$^{\circ}C$を超える高温度領域まで信頼性の高い燃料熱伝導度式に対するニーズが強いが、高温度領域における熱伝導度測定は技術的難易度が高いため実測データは非常に少ない。 最近取得された高速実験炉「常陽」におけるPTM試験データに基づき燃料ピン内伝熱特性評価を行い、ギャップ部温度上昇量計算値をギャップ部熱伝達挙動の観点から検討し、PNC'98式の燃料融点までの適用性を熱伝導積分法に基づき評価した。PTM試験データを用いた適用性評価は、 燃料熱伝導特性に及ぼす気孔効果と照射効果の取り扱い、燃料中心温度設定値等の燃料ピン内温度分布計算方法の妥当性に依存する。そこで、照射初期の燃料ピン内温度評価モデルを最新知見に基づき妥当性を検討しながら設定した。得られたギャップ部温度上昇量と燃料ペレット内温度上昇量の計算値は、ギャップ部熱伝達挙動の観点から適切な値に計算されており、PNC'98式は燃料融点まで十分な適用性を有していると考えられた。
A new thermal conductivity correlation, named as "PNC98 equation", of fast reactor type uranium-plutonium oxide (FR-MOX) fuel was proposed by one of the authors last year. Since maximum operating temperature of fast reactor fuel is generally much higher than that of light water reactor fuel, the predictability of the correlations for FR-MOX fuel at higher temperatures, especially, above 2300K, become more important in case of the fuel pin thermal performance analysis. Although the thermal conductivity measurements at higher temperatures are very scares, power-to-melt (PTM) experiments at beginning-of-life conditions can compensate for the lack of the measurements and be preferable to verify the correlation up to melting point. The PNC'98 equation was applied to the PTM test results irradiated in experimental fast reactor JOYO in order to examine its predictability up to melting point by integral method from a viewpoint of the heat transfer behavior across fuel-to-cladding gap through the fuel pin thermal analysis. Fuel pin irradiation behaviors, such as microstructure evolution and the porosity effect on the heat conduction in fuel pellet, were carefully modeled with some related physical properties based on the latest knowledge in order to minimize the uncertainty of the analysis. The calculated heat transfer behavior across the gap derived from temperature increments in the fuel pin is reasonablely consistent to the past studies. This implies that the combinations of the PNC'98 equation with the model are highly predictable for the temperature distribution in the PTM test fuel Pins and that the applicability of the PNC'98 equation is verified up to melting point.
一次資料へのリンクURL/JNC-TN9400-2001-080.pdf （fulltext）
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System