JPS5810676A - 核燃料被覆管の製造方法 - Google Patents
核燃料被覆管の製造方法Info
- Publication number
- JPS5810676A JPS5810676A JP56108214A JP10821481A JPS5810676A JP S5810676 A JPS5810676 A JP S5810676A JP 56108214 A JP56108214 A JP 56108214A JP 10821481 A JP10821481 A JP 10821481A JP S5810676 A JPS5810676 A JP S5810676A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding tube
- nuclear fuel
- cladding
- vacuum
- copper electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は核燃料被覆管の製造方法に係シ、特にジルカ
ロイ被覆管の腐食性核分裂生成物による応力腐食割れを
防止するために被覆管内面に鋼ノ（リア処理を施す核燃
料被覆管の製造方法に関する。
ロイ被覆管の腐食性核分裂生成物による応力腐食割れを
防止するために被覆管内面に鋼ノ（リア処理を施す核燃
料被覆管の製造方法に関する。
軽水炉用核燃料要素は核燃料物質たとえば焼結した二酸
化ウランペレットをジルカロイ被覆管内に充填して被覆
管内部にヘリウムガスを封入し、両端を端栓で閉塞した
構造になってμる０被覆管の役目は核燃料物質と原子炉
内の冷却材との反応を防ぐことと、放射性核分裂生成物
が核燃料要素から放出されて冷却材中に混入するのを防
ぐことである。従って、原子炉運転中に万が−、被覆管
に破損が生じた場合には核分裂生成物が冷却材に混入し
、冷却材の放射能レベルが上昇して、道には原子炉プラ
ントの運転を妨害することになゐ。
化ウランペレットをジルカロイ被覆管内に充填して被覆
管内部にヘリウムガスを封入し、両端を端栓で閉塞した
構造になってμる０被覆管の役目は核燃料物質と原子炉
内の冷却材との反応を防ぐことと、放射性核分裂生成物
が核燃料要素から放出されて冷却材中に混入するのを防
ぐことである。従って、原子炉運転中に万が−、被覆管
に破損が生じた場合には核分裂生成物が冷却材に混入し
、冷却材の放射能レベルが上昇して、道には原子炉プラ
ントの運転を妨害することになゐ。
ジルカロイ被覆管は水および水蒸気に対して耐腐食性に
すぐれ、中性子経済（中性子吸収断面積が小さ―）が良
好で、かつ照射下でも十分な延性を持つ金属で、有用な
材料であるが、この材料ｔ−使って上記のように構成さ
れた従来の核燃料要素にあっては次のような欠点があっ
た。
すぐれ、中性子経済（中性子吸収断面積が小さ―）が良
好で、かつ照射下でも十分な延性を持つ金属で、有用な
材料であるが、この材料ｔ−使って上記のように構成さ
れた従来の核燃料要素にあっては次のような欠点があっ
た。
すなわち、核燃料棒には燃料ペレットとこれを被覆する
被覆管との間に一定のギャップを設ゆてアシ、原子炉運
転時の両者の熱膨張を吸収するようになって埴る。しか
し、熱伝達の面から十分に広いギャップを設けることは
できず、ｔたがって端面効果によって熱膨張の大きい燃
料ペレット（二酸化つ２ンベレツトの熱膨張率はジルカ
ロイ被覆管の約２倍の熱膨張率）の端面部では燃料ペレ
ットと被覆管とが接触し、局部的な応力が発生するよう
になる。このような現象は燃料ペレットと被覆管との機
械的相互作用とφわれており、ニのような局部応力の発
生した場所に腐食性核分裂生成物の１つである冒つ素が
作用すると−わゆる応力腐食割れが発生し、被覆管が破
損してしま一前に述べ九如く事故をおこすおそれが多分
にあった。
被覆管との間に一定のギャップを設ゆてアシ、原子炉運
転時の両者の熱膨張を吸収するようになって埴る。しか
し、熱伝達の面から十分に広いギャップを設けることは
できず、ｔたがって端面効果によって熱膨張の大きい燃
料ペレット（二酸化つ２ンベレツトの熱膨張率はジルカ
ロイ被覆管の約２倍の熱膨張率）の端面部では燃料ペレ
ットと被覆管とが接触し、局部的な応力が発生するよう
になる。このような現象は燃料ペレットと被覆管との機
械的相互作用とφわれており、ニのような局部応力の発
生した場所に腐食性核分裂生成物の１つである冒つ素が
作用すると−わゆる応力腐食割れが発生し、被覆管が破
損してしま一前に述べ九如く事故をおこすおそれが多分
にあった。
このような事故を未然に紡ぐために、二酸化ウランペレ
ットとシルカ四イ被覆管とを直接反応させなりために両
者の間４にＯｕ 、Ｚｒ 、ＡＪ 、Ｚｎ 、Ｂｅ 、
Ｎｂ 、Ｘテンｖ′ス鋼などの金属を介在させることが
提案されており、被覆管内面に鍍金処理によって行なわ
れている。
ットとシルカ四イ被覆管とを直接反応させなりために両
者の間４にＯｕ 、Ｚｒ 、ＡＪ 、Ｚｎ 、Ｂｅ 、
Ｎｂ 、Ｘテンｖ′ス鋼などの金属を介在させることが
提案されており、被覆管内面に鍍金処理によって行なわ
れている。
この発明は原子炉運転時の燃料ペレットと被覆管の機械
的相互作用による応力の発生を防止し、被覆管の破損を
防止する丸めのバリア層を施した被燃料被覆管の製造方
法を提供することを目的とする。
的相互作用による応力の発生を防止し、被覆管の破損を
防止する丸めのバリア層を施した被燃料被覆管の製造方
法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は核燃料被覆管内面部の長さ方向の中
心に沿って所望外径の銅電極を配置した核燃料被覆管を
真空容器内に配置し、この真空容器内にガスを導入し、
前記被覆管と銅電極間に高電圧を印加してガス放電を起
させてイ′オンを生成させ、このイオンを前記銅電極に
衝撃させてスパッタリングを起させ被覆管内面に金属イ
オンのイオンブレーティング処３ｍを施すようにした核
燃料被覆管の製造方法である。
心に沿って所望外径の銅電極を配置した核燃料被覆管を
真空容器内に配置し、この真空容器内にガスを導入し、
前記被覆管と銅電極間に高電圧を印加してガス放電を起
させてイ′オンを生成させ、このイオンを前記銅電極に
衝撃させてスパッタリングを起させ被覆管内面に金属イ
オンのイオンブレーティング処３ｍを施すようにした核
燃料被覆管の製造方法である。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る核燃料被覆管
の製造方法の１！ｉ１！施例を詳細に説明する。
の製造方法の１！ｉ１！施例を詳細に説明する。
図面は仁の発明の核燃料被覆管の製造法管プ買ツク的に
示す系統図で、その構成を説明すれば、１１Ｊ：ガスを
圧縮充填したボンベで該ボンベ１からのガスは元弁２、
・減圧弁３、バリアプルリークパルプ４を介して真空容
器５内に導入される。６線真空シール用のバッキング、
１８は７ランシ、７Ｆｉリーク弁、８は真空弁、９は排
気装置、１０は真空度測定子である。１１は絶縁材より
なる固定子１２で固定された被覆管で、諌被覆管１１の
内面中心部には金属電極（例えば銅電極で以下銅電極と
記す）１３が配置されており、線電極１３は両端が電極
ホルダー１４で固定されて−る。前記銅電極１３の一端
と被覆管５の一端には直流電源１５よジノ１−メチツク
シール１６を介して電圧が供給される。
示す系統図で、その構成を説明すれば、１１Ｊ：ガスを
圧縮充填したボンベで該ボンベ１からのガスは元弁２、
・減圧弁３、バリアプルリークパルプ４を介して真空容
器５内に導入される。６線真空シール用のバッキング、
１８は７ランシ、７Ｆｉリーク弁、８は真空弁、９は排
気装置、１０は真空度測定子である。１１は絶縁材より
なる固定子１２で固定された被覆管で、諌被覆管１１の
内面中心部には金属電極（例えば銅電極で以下銅電極と
記す）１３が配置されており、線電極１３は両端が電極
ホルダー１４で固定されて−る。前記銅電極１３の一端
と被覆管５の一端には直流電源１５よジノ１−メチツク
シール１６を介して電圧が供給される。
このような構成よシなる装置を用いて本発明に係る核燃
料被覆管内にイオンブレーティング処理の施し方管詳細
に説明するＯ 真空容器５内に図に示すように被覆管１１を挿入して固
定子１２によって所定の位置に固定し、銅電極１３、被
覆管１１に電極端子を堆シつけ、しかる後にバッキング
６で真空容器５が密閉されるように固定する。ガスボン
ベ１０元弁２を閉じ、ノ（リアプルリークパルプ４を開
け、リーク弁７′を閉じて真空弁８を開いて排気１１１
９によシ真空容器５内とガスパイプ系内部を充分に排気
し真空度測定子１０で容器５内の真空度を読み取る。所
定の真空度まで排気したら、バリアプルリーク弁４を一
旦閉じ、元弁２を開けてガスボンベ１よシネ活性ガスプ
４で流量調整して真空容器５内に導入する。しかる後に
電源１５よシ銅電極１３には負電圧、被覆管１１には正
電圧の極性で数ＫＶの高電圧を印加すると、銅電極１３
と被覆管１１内面間でＡｒガスイオン放電が一起こシ、
Ａｒ＋イオンが銅電極１３表面をスパッタリングして銅
イオンを放出し、との銅イオンが被覆管１１内面にイオ
ンブレーティングされて銅のバリア層１７を生成する。
料被覆管内にイオンブレーティング処理の施し方管詳細
に説明するＯ 真空容器５内に図に示すように被覆管１１を挿入して固
定子１２によって所定の位置に固定し、銅電極１３、被
覆管１１に電極端子を堆シつけ、しかる後にバッキング
６で真空容器５が密閉されるように固定する。ガスボン
ベ１０元弁２を閉じ、ノ（リアプルリークパルプ４を開
け、リーク弁７′を閉じて真空弁８を開いて排気１１１
９によシ真空容器５内とガスパイプ系内部を充分に排気
し真空度測定子１０で容器５内の真空度を読み取る。所
定の真空度まで排気したら、バリアプルリーク弁４を一
旦閉じ、元弁２を開けてガスボンベ１よシネ活性ガスプ
４で流量調整して真空容器５内に導入する。しかる後に
電源１５よシ銅電極１３には負電圧、被覆管１１には正
電圧の極性で数ＫＶの高電圧を印加すると、銅電極１３
と被覆管１１内面間でＡｒガスイオン放電が一起こシ、
Ａｒ＋イオンが銅電極１３表面をスパッタリングして銅
イオンを放出し、との銅イオンが被覆管１１内面にイオ
ンブレーティングされて銅のバリア層１７を生成する。
この鋼バリア層１７の厚さは高電圧を印加しておく時間
で所望厚に調整することも可能である。
で所望厚に調整することも可能である。
なお、被覆管１１内面へのイオンブレーティングによる
バリア層の厚さは前もって実験的に、あるいは計算的に
求めておき、常に一定の条件でイオンブレーティングを
行えば、再現性良くイオンブレーティング処理を施すこ
とが出来る。所望の銅イオンブレーティング処理を終え
九被覆管１１は、以下のようにして真空容器５内から取
シ出す。
バリア層の厚さは前もって実験的に、あるいは計算的に
求めておき、常に一定の条件でイオンブレーティングを
行えば、再現性良くイオンブレーティング処理を施すこ
とが出来る。所望の銅イオンブレーティング処理を終え
九被覆管１１は、以下のようにして真空容器５内から取
シ出す。
ガスボンベ１０元弁２、バリアプルリークパルプ４、真
空弁８を閉じ、リーク弁７を開けて、真空容器５内の真
空を破シ、）２ンジ１８を数多はずして銅電極１３およ
び被覆管１１よりリード１Ｍを龜）はずし、被覆管１１
を真空容器５から抜き出し、この抜き出した被覆管１１
から、さらに電極ホルダー１４、銅電極１３ｔ−抜き出
してイオンブレーティング処理した核燃料被覆管が完成
する。
空弁８を閉じ、リーク弁７を開けて、真空容器５内の真
空を破シ、）２ンジ１８を数多はずして銅電極１３およ
び被覆管１１よりリード１Ｍを龜）はずし、被覆管１１
を真空容器５から抜き出し、この抜き出した被覆管１１
から、さらに電極ホルダー１４、銅電極１３ｔ−抜き出
してイオンブレーティング処理した核燃料被覆管が完成
する。
以上の説明では真空容器５内に１本の核燃料被覆管１１
を挿入してイオンブレーティング処理する場合について
説明したが、真空容器内に複数本の核燃料被覆管を挿入
して同時にイオンブレーティングすることも出来る。ま
た、以上の説明では電極材として鋼、イオン化ガスとし
てアルゴンを用いた例につ９て説明したが、本発明はこ
れらに限定されな９ことはもちろんである。
を挿入してイオンブレーティング処理する場合について
説明したが、真空容器内に複数本の核燃料被覆管を挿入
して同時にイオンブレーティングすることも出来る。ま
た、以上の説明では電極材として鋼、イオン化ガスとし
てアルゴンを用いた例につ９て説明したが、本発明はこ
れらに限定されな９ことはもちろんである。
本発明に係る核燃料被覆管の製造方法は、従来の鍍金処
理によるバリア層の製造方法等に較べ、大幅な工程短縮
と精度向上（バリア層厚の均一化）がはかれ、実用的に
大なる効果を奏するものである。
理によるバリア層の製造方法等に較べ、大幅な工程短縮
と精度向上（バリア層厚の均一化）がはかれ、実用的に
大なる効果を奏するものである。
図面はこの発明の核燃料被覆管の製造Ｐをブロック的に
示す系統図である。 １・・・ガスボ／べ ４・・・バリアプルリークバルフ、 ５・・・真空容器、 ９・・・排気装置、 １１・・・核燃料被覆管、 １３・・・銅電極、 １４・・・電極ホルダー、 １５・・・直流電源、 １７・・・鋼イオンブレーティングによるバリア層。
示す系統図である。 １・・・ガスボ／べ ４・・・バリアプルリークバルフ、 ５・・・真空容器、 ９・・・排気装置、 １１・・・核燃料被覆管、 １３・・・銅電極、 １４・・・電極ホルダー、 １５・・・直流電源、 １７・・・鋼イオンブレーティングによるバリア層。
Claims (1)
- 被覆管の中心に沿って長手方向に銅電極を配置し、これ
らの被覆管および銅電極を気密容器内に収納し、この気
密容器内にガスを導入し、前記被覆管と銅電極との間に
高電圧を印加し、イオンス管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108214A JPS5810676A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 核燃料被覆管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108214A JPS5810676A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 核燃料被覆管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5810676A true JPS5810676A (ja) | 1983-01-21 |
Family
ID=14478914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56108214A Pending JPS5810676A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 核燃料被覆管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810676A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4853596A (en) * | 1987-02-27 | 1989-08-01 | Heimann Gmbh | Flash discharge lamp with sintered cathode member |
| JPH01267493A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-10-25 | General Electric Co <Ge> | 耐酸化性被覆を有する燃料要素 |
| JPH0214558U (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-30 | ||
| JP2000354718A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Kinzo Kanda | エアクリーナのクリーニング装置 |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP56108214A patent/JPS5810676A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4853596A (en) * | 1987-02-27 | 1989-08-01 | Heimann Gmbh | Flash discharge lamp with sintered cathode member |
| JPH01267493A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-10-25 | General Electric Co <Ge> | 耐酸化性被覆を有する燃料要素 |
| JPH0214558U (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-30 | ||
| JP2000354718A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Kinzo Kanda | エアクリーナのクリーニング装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3925151A (en) | Nuclear fuel element | |
| Causey et al. | The effect of surface composition on plasma driven permeation of deuterium through 304 stainless steel | |
| US5328524A (en) | Process for the surface oxidation of a part composed of passivatable metal, and fuel assembly elements composed of metal alloy covered with a protective oxide layer | |
| US5475723A (en) | Nuclear fuel cladding with hydrogen absorbing inner liner | |
| US3836431A (en) | Nuclear fuel rods having end plugs with bores therethrough sealed by frangible membranes | |
| JPS5810676A (ja) | 核燃料被覆管の製造方法 | |
| Kulcinski et al. | First wall surface problems for a D↽ T tokamak reactor | |
| KR930005573B1 (ko) | 핵 연료봉 | |
| JP2006337311A (ja) | 水素添加方法および水素添加試験片 | |
| US4051063A (en) | Storage of material | |
| JPS60117179A (ja) | 核燃料要素 | |
| GB2064201A (en) | Hydrogen Resistant Nuclear Fuel Container | |
| JPH0355920Y2 (ja) | ||
| JPS6312998A (ja) | 放射性ガス固定化処理装置 | |
| McMullen et al. | Method and apparatus for storing hydrogen isotopes.[stored as uranium hydride in a block of copper] | |
| GB857005A (en) | Improvements in or relating to apparatus for measuring the amount of uranium contamination on the outer surfaces of fuel elements | |
| US3352004A (en) | Process for cladding uranium rods | |
| Hoffman | Chemical interactions of insulator materials in CTR environments | |
| Sah et al. | Hydriding failure in water reactor fuel elements | |
| US3578835A (en) | Aking vacuum envelopes | |
| JPH05281385A (ja) | コーティングによる可燃性毒物入り燃料ペレットの製造方法 | |
| Causey | Tritium plasma experiment | |
| JPS6120898A (ja) | 放射性ガスの固定化処理装置 | |
| Ford et al. | APPARATUS FOR SHEATHING RODS | |
| JPH07325181A (ja) | 原子力用燃料及びその製造方法 |