JP5677184B2 - 燃料被覆管接合体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(2) 熱中性子吸収断面係数が小さい。(熱中性子の吸収が小さい。)
(3) 中性子による劣化が小さい。
(4) 高温強度に優れている。
(5) 水中での腐食速度が小さい。
(全体構成)
図1は本発明に係る燃料被覆管接合体の第1の実施形態の概略図、図2は図1のA部分の拡大図である。
図3は、第1の実施形態の燃料被覆管接合体10の製造方法を説明するための概略図である。
本実施形態の燃料被覆管接合体10では、燃料被覆管1と端栓4とを共に炭化ケイ素複合材料で形成しているので、耐放射線特性に優れたものとなる。
(全体構成)
図4は、本発明に係る燃料被覆管接合体の第2の実施形態における燃料被覆管と端栓との接合箇所付近の拡大図である。
異種材料としては、1300℃を超える融点を持ち、燃料被覆管1と端栓4を構成する炭化ケイ素複合材料と融点以下の温度で固相反応によって形成される材料が好ましい。
燃料被覆管接合体20を製造するには、まず異種材料接合部6に予め異種材料の元になる材料を塗布等により形成した後、第1の実施形態で説明した方法と同様にして、直接接合部5及び異種材料接合部6に圧力を負荷した状態で、パルス電流を流した後、パルス電流が重畳した直流電流を流す。
本実施形態の燃料被覆管接合体20では、燃料被覆管1と端栓4とを共に炭化ケイ素複合材料で形成しているので、耐放射線特性に優れたものとなる。
図5に示す寸法を有する燃料被覆管試験体1’と図6に示す端栓試験体4’を用意した。
燃料被覆管試験体1’の接合部5’には何も挿入せず端栓試験体4’と直接接触させる一方、接合部6’には、スパッタリングにより膜厚約2ミクロンのチタンの皮膜を形成した。その後、実施例1と同じ条件にて燃料被覆管試験体1’と端栓試験体4’を加熱・接合した。
燃料被覆管試験体1’の接合部5’には何も挿入せず端栓試験体4’と直接接触させる一方、接合部6’には、アルミニウムとイットリウムを含む炭化ケイ素からなる厚さ約50ミクロンのシートを挿入した。その後、実施例1と同じ条件にて燃料被覆管試験体1’と端栓試験体4’を加熱・接合した。
1’ …燃料被覆管試験体
2…燃料ペレット
3…接合部
3a…端部
3b…テーパ部
4…端栓
4’ …端栓試験体
5…直接接合部
5’…接合部
6…異種材料接合部
6’…接合部
7…電極
10…燃料被覆管接合体
20…燃料被覆管接合体
Claims (9)
- 内面に燃料ペレットが挿入されるとともに外面が炉水と接触する燃料被覆管の端部に、端栓を接合して前記燃料ペレットを封印した燃料被覆管接合体であって、前記燃料被覆管及び前記端栓がいずれも炭化ケイ素長繊維で強化された炭化ケイ素繊維強化複合材料により形成され、かつ前記燃料被覆管と前記端栓とが接合する部分のうち前記炉水と接触する部分が炭化ケイ素繊維強化複合材料以外の材料である異種材料を介在せず直接接合し、前記炉水と接触しない側が前記異種材料を介して接合していることを特徴とする燃料被覆管接合体。
- 前記異種材料は、1300℃を超える融点を持ち、前記燃料被覆管と前記端栓を構成する炭化ケイ素繊維強化複合材料と融点以下の温度で固相反応によって形成される材料であることを特徴とする請求項1記載の燃料被覆管接合体。
- 前記異種材料は、チタンシリコンカーバイドとチタンシリサイドの混合体からなることを特徴とする請求項2記載の燃料被覆管接合体。
- 前記異種材料は、アルミニウムとイットリウムを含む炭化ケイ素からなることを特徴とする請求項2記載の燃料被覆管接合体。
- 炭化ケイ素長繊維で強化された炭化ケイ素繊維強化複合材料で形成され、内面に燃料ペレットが挿入されるとともに外面が炉水と接触する燃料被覆管と、炭化ケイ素長繊維で強化された炭化ケイ素繊維強化複合材料で形成された端栓とを用意し、前記燃料被覆管の端部と前記端栓のいずれかの接合界面で前記炉水と接触しない側のみに前記炭化ケイ素繊維強化複合材料以外の材料である異種材料源を付して配置する第1の工程と、
前記燃料被覆管と前記端栓との接合界面に圧力を負荷した状態で、前記燃料被覆管と前記端栓にパルス電流を流す第2の工程と、
パルス電流が重畳した直流電流又は直流電流のみを流す第3の工程と、
を有することを特徴とする燃料被覆管接合体の製造方法。 - 前記異種材料源を付するのは、前記燃料被覆管の端部と前記端栓のいずれかの接合界面で前記炉水と接触しない側に前記炭化ケイ素繊維強化複合材料以外の材料である異種材料源の粉末を塗布、あるいは前記異種材料源の薄膜形成、あるいは前記異種材料源の箔を挿入することにより行うことを特徴とする請求項5に記載の燃料被覆管接合体の製造方法。
- 前記異種材料源は、1300℃を超える融点を持ち、前記燃料被覆管と前記端栓を構成する炭化ケイ素繊維強化複合材料と融点以下の温度で固相反応によって形成される材料であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の燃料被覆管接合体の製造方法。
- 前記異種材料源がチタンであることを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載の燃料被覆管接合体の製造方法。
- 前記異種材料源が、アルミニウムとイットリウムを含む炭化ケイ素であることを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載の燃料被覆管接合体の製造方法。
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