JPS6037438B2 - 原子炉用燃料棒の製造方法 - Google Patents
原子炉用燃料棒の製造方法Info
- Publication number
- JPS6037438B2 JPS6037438B2 JP55052867A JP5286780A JPS6037438B2 JP S6037438 B2 JPS6037438 B2 JP S6037438B2 JP 55052867 A JP55052867 A JP 55052867A JP 5286780 A JP5286780 A JP 5286780A JP S6037438 B2 JPS6037438 B2 JP S6037438B2
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- JP
- Japan
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- fuel
- nuclear reactor
- tube
- manufacturing
- zirconium
- Prior art date
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- 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
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子炉用燃料榛の製造方法に係り、詳しくは
燃料被覆管と燃料べレットとの機械的相互作用（Ｐｅｌ
ｌｅｔ−ＣｌａｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ、以下「ＰＣ
Ｉ作用」と略記する）を緩和し、またヨウ素などの核分
裂生成ガスがジルコニウム合金製管に直接接触すること
を防止した燃料榛の製造方法に関する。
燃料被覆管と燃料べレットとの機械的相互作用（Ｐｅｌ
ｌｅｔ−ＣｌａｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ、以下「ＰＣ
Ｉ作用」と略記する）を緩和し、またヨウ素などの核分
裂生成ガスがジルコニウム合金製管に直接接触すること
を防止した燃料榛の製造方法に関する。
本発明の製造方法によって造られる燃料棒は、特に軽水
炉に適し、応力腐食割れの防止に有効である。従来、軽
水炉においては、核燃料として二酸化ウラン（Ｕ０２）
競結体が用いられ、該暁結体を被覆する管として耐食性
、中性子吸収断面積および高温強度などの点で優れたジ
ルコニウム合金（例えばジルカロィ−２又は−４）の薄
肉管が使用されているが、燃料と被覆管との間の間隙は
熱伝導を良くするため（原子炉全体の熱効率に関係する
）数百ムｍと極めて小さい。
炉に適し、応力腐食割れの防止に有効である。従来、軽
水炉においては、核燃料として二酸化ウラン（Ｕ０２）
競結体が用いられ、該暁結体を被覆する管として耐食性
、中性子吸収断面積および高温強度などの点で優れたジ
ルコニウム合金（例えばジルカロィ−２又は−４）の薄
肉管が使用されているが、燃料と被覆管との間の間隙は
熱伝導を良くするため（原子炉全体の熱効率に関係する
）数百ムｍと極めて小さい。
このため、たとえば原子炉を急速に作動させる場合には
、燃料べレットの熱膨ヒ張によりＰＣＩ作用を生じやす
く、その結果燃料棒の破壊事故も予測されるので、その
改善策が望まれていた。また燃料の燃焼によって生ずる
ヨウ素（１２）、カドミウム（Ｃｄ）などの核分裂生成
ガスが燃料榛内に蓄積されＰＣＩ作用を生じるときは、
被覆管はヨウ素などによる侵食およびＰＣＩ作用による
応力のために応力腐食割れなどを生ずるおそれが大きい
。
、燃料べレットの熱膨ヒ張によりＰＣＩ作用を生じやす
く、その結果燃料棒の破壊事故も予測されるので、その
改善策が望まれていた。また燃料の燃焼によって生ずる
ヨウ素（１２）、カドミウム（Ｃｄ）などの核分裂生成
ガスが燃料榛内に蓄積されＰＣＩ作用を生じるときは、
被覆管はヨウ素などによる侵食およびＰＣＩ作用による
応力のために応力腐食割れなどを生ずるおそれが大きい
。
本発明の目的はＰＣＩ作用を緩和するとともに、ヨウ素
などの核分裂生成ガスがジルコニウム合金管に直接接触
することを防止してその腐食を抑制し、ひいては被覆管
の応力腐食割れを防止することができる燃料棒の製造方
法を提供することにある。
などの核分裂生成ガスがジルコニウム合金管に直接接触
することを防止してその腐食を抑制し、ひいては被覆管
の応力腐食割れを防止することができる燃料棒の製造方
法を提供することにある。
即ち本発明は、両端に密封された燃料被覆管の内部に燃
料べレットを装填して成る原子炉用燃料藤において、燃
料被覆管は内面より銅層、酸化ジルコニウム層、純ジル
コニウム層およびジルコニウム合金層より構成されるこ
とを特徴とするＰＣＩ特性に卓越せる改良型の原子炉用
燃料綾の製造方法である。
料べレットを装填して成る原子炉用燃料藤において、燃
料被覆管は内面より銅層、酸化ジルコニウム層、純ジル
コニウム層およびジルコニウム合金層より構成されるこ
とを特徴とするＰＣＩ特性に卓越せる改良型の原子炉用
燃料綾の製造方法である。
次に本発明に係る原子炉用燃料榛を図面を用いて説明す
る。
る。
第１図は、本発明の製造方法によって造られた燃料棒の
一実施例の縦断面図である。燃料被覆管１の上下の両端
は、端栓２，３によって気密に密封され、内部には燃料
べレット４が装填されている。空間５およびべレット４
と被覆管１との空隙にはアルゴン等のガスが充填されて
おり、燃料べレット４はブレナムスプリング６により固
定されている。燃料被覆管１は、その一部７の拡大図で
ある第２図より明らかなように、ジルコニウム合金製管
２１の内面に純ジルコニウム層２２、酸化ジルコニウム
層２３および銅層２４が形成されている。次に上記構成
を有する原子炉用燃料棒の製造方法について詳述する。
一実施例の縦断面図である。燃料被覆管１の上下の両端
は、端栓２，３によって気密に密封され、内部には燃料
べレット４が装填されている。空間５およびべレット４
と被覆管１との空隙にはアルゴン等のガスが充填されて
おり、燃料べレット４はブレナムスプリング６により固
定されている。燃料被覆管１は、その一部７の拡大図で
ある第２図より明らかなように、ジルコニウム合金製管
２１の内面に純ジルコニウム層２２、酸化ジルコニウム
層２３および銅層２４が形成されている。次に上記構成
を有する原子炉用燃料棒の製造方法について詳述する。
実施例 １
第１の工程：ジルコニウムクリスタルバーを溶解して円
柱状の綾塊を製造。
柱状の綾塊を製造。
第２の工程；円柱状鏡塊の中心部に軸万向に沿って孔開
け加工。
け加工。
第３の工程：上記工程を経た孔開き純ジルコニウム管を
ジルコニウム合金製管たとえばジルカロィー２管内に挿
着して 熱圧着により複合ピレットを製造。
ジルコニウム合金製管たとえばジルカロィー２管内に挿
着して 熱圧着により複合ピレットを製造。
第４の工程；ビルガーミルにより造管。
上記工程を経て外径１２．５肋、管の肉厚０．８柳、長
さ４０７５脚で内面に１００〜２００ｒｍの厚さの純ジ
ルコニウム層を有するジルカロィ−２管からなる複合管
を製造した。
さ４０７５脚で内面に１００〜２００ｒｍの厚さの純ジ
ルコニウム層を有するジルカロィ−２管からなる複合管
を製造した。
次いで純ジルコニウム層を内面に有するジルカロィー２
からなる複合管の内面へ、｛１｝アルカリ脱脂、【２｝
水洗、‘３’酸浸せき、‘４｝水洗、‘５｝電気鋼メッ
キ、‘６｝水洗の各工程を経て銅層の形成を行なった。
からなる複合管の内面へ、｛１｝アルカリ脱脂、【２｝
水洗、‘３’酸浸せき、‘４｝水洗、‘５｝電気鋼メッ
キ、‘６｝水洗の各工程を経て銅層の形成を行なった。
なお電気銅〆ッキは硫酸鋼２００ｇ／夕、硫酸５０ｇ／
そ格を用い、陽極に純銅綾を用い、電流密度ＩＡ／ｄめ
で２５分間処理した。この結果厚さが全長４０７５肌に
わたり５．８りｍの範囲で均質な鋼層が得られた。さら
に、この銅層付純ジルコニウムとジルカロィ−２からな
る複合管を４２０ｏ○で２４時間保時のオートクレープ
処理を行なった。
そ格を用い、陽極に純銅綾を用い、電流密度ＩＡ／ｄめ
で２５分間処理した。この結果厚さが全長４０７５肌に
わたり５．８りｍの範囲で均質な鋼層が得られた。さら
に、この銅層付純ジルコニウムとジルカロィ−２からな
る複合管を４２０ｏ○で２４時間保時のオートクレープ
処理を行なった。
その結果、銅届と純ジルコニウム層との界面に酸化ジル
コニウムからなる酸化物層が約１〆ｍ生成した。このよ
うに処理した被覆管をヨウ素雰囲気中での応力腐食割れ
特性を評価したところジルカロィ−２製被覆管に比較し
て寿命が１０〜１２倍、銅バリア被覆管、ジルコニウム
バリア被覆管に比べて３〜４倍、寿命が長いことが判明
した。
コニウムからなる酸化物層が約１〆ｍ生成した。このよ
うに処理した被覆管をヨウ素雰囲気中での応力腐食割れ
特性を評価したところジルカロィ−２製被覆管に比較し
て寿命が１０〜１２倍、銅バリア被覆管、ジルコニウム
バリア被覆管に比べて３〜４倍、寿命が長いことが判明
した。
以上、述べたように本発明の製造方法による原子炉用燃
料棒は、従釆の燃料榛に比べて応力腐食割れに対して格
段の耐久性を有している。
料棒は、従釆の燃料榛に比べて応力腐食割れに対して格
段の耐久性を有している。
第１図は本発明の製造方法によって造られた原子炉用燃
料棒の−実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の部分
拡大図である。 １・・・燃料被覆管、２，３…端栓、４・・・燃料べレ
ット、７・・・第２図に拡大して示す部分、２１・・・
ジルコニウム合金製管、２２・・・純ジルコニウム層、
２３・・・酸化ジルコニウム層、２４・・・鋼層。 第１図第２図
料棒の−実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の部分
拡大図である。 １・・・燃料被覆管、２，３…端栓、４・・・燃料べレ
ット、７・・・第２図に拡大して示す部分、２１・・・
ジルコニウム合金製管、２２・・・純ジルコニウム層、
２３・・・酸化ジルコニウム層、２４・・・鋼層。 第１図第２図
Claims (1)
- １ 燃料被覆管の内部に燃料ペレツトを装填し両端を密
封して成る原子炉用燃料棒において、前記燃料被覆管を
ジルコニウム合金製管の内面に純ジルコニウムを熱圧着
して複合管を造管し、その後この管内表面の純ジルコニ
ウム層上に銅層を被覆しそののち、高温水蒸気中で銅／
純ジルコニウム界面に酸化ジルコニウム層を形成させる
オートクレープ処理を施すことを特徴とする原子炉用燃
料棒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55052867A JPS6037438B2 (ja) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | 原子炉用燃料棒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55052867A JPS6037438B2 (ja) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | 原子炉用燃料棒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56150390A JPS56150390A (en) | 1981-11-20 |
| JPS6037438B2 true JPS6037438B2 (ja) | 1985-08-26 |
Family
ID=12926813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55052867A Expired JPS6037438B2 (ja) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | 原子炉用燃料棒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037438B2 (ja) |
-
1980
- 1980-04-23 JP JP55052867A patent/JPS6037438B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56150390A (en) | 1981-11-20 |
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