JPS6082884A - 核燃料要素 - Google Patents
核燃料要素Info
- Publication number
- JPS6082884A JPS6082884A JP58190627A JP19062783A JPS6082884A JP S6082884 A JPS6082884 A JP S6082884A JP 58190627 A JP58190627 A JP 58190627A JP 19062783 A JP19062783 A JP 19062783A JP S6082884 A JPS6082884 A JP S6082884A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zirconium
- nuclear fuel
- iron
- fuel element
- corrosion cracking
- 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.)
- Granted
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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
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Catalysts (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は軽水冷却型原子炉の核燃料要素に係シ、特に腐
食性核分裂生成物であるヨウ素によるジルカロイ被覆管
の応力腐食割れを防止するために、被儂ａの内面にジル
コニウム層を設けた核燃料要素に関する。
食性核分裂生成物であるヨウ素によるジルカロイ被覆管
の応力腐食割れを防止するために、被儂ａの内面にジル
コニウム層を設けた核燃料要素に関する。
上述のようにジルカロイ被覆管の内面にジルコニウム層
を設けた核燃料要素は特公昭５５−３３０３７号公報に
よシ公知である。上記の公知例には、不純物濃度を５０
０ＰＰＭにしたジルコニウム層を有するジルカロイ被覆
管を用いた核燃料要素が開示され、ジルコニウム層は・
ｆＪＩ俊管１と腐食性核分裂生成物との接触を防ぐとと
もに、被覆管に発生する局所応力を緩和することにより
応力腐食割れを防止することが期待されている。
を設けた核燃料要素は特公昭５５−３３０３７号公報に
よシ公知である。上記の公知例には、不純物濃度を５０
０ＰＰＭにしたジルコニウム層を有するジルカロイ被覆
管を用いた核燃料要素が開示され、ジルコニウム層は・
ｆＪＩ俊管１と腐食性核分裂生成物との接触を防ぐとと
もに、被覆管に発生する局所応力を緩和することにより
応力腐食割れを防止することが期待されている。
しかしながら、結果的に１００％有効な対策とはなって
いない。
いない。
本発明は、ジルコニウム層をその内面に有するジルカロ
イ被覆管の応力腐食割れに対する感受性をよシ低くする
ことを目的とする。
イ被覆管の応力腐食割れに対する感受性をよシ低くする
ことを目的とする。
上記の目的に沿うために、本発明は、被覆・α内面に設
けるジルコニウム層を鉄含有量が３００ＰＰＭ以下のも
のにすると共に、該ジルコニウム層を７００〜５ｓｏｃ
に加熱後に急冷するという熱処理を加えたものにしたこ
とを特徴とする特従来よシ、純度の高もジルコニウムと
してクリスタルバージルコニウムが存在することは公知
である。しかしながら、このクリスタルバージルコニウ
ムは非常に高価であシ、コスト高は避は得ない。それ故
、本発明は、クリスタルバージルコニウムを用いること
なく、応力腐食割れに対する感受性を低下させる方法を
開発し、この方法によって得られた被覆管を用いて核燃
料鮫素を構成するようにしたものである。
けるジルコニウム層を鉄含有量が３００ＰＰＭ以下のも
のにすると共に、該ジルコニウム層を７００〜５ｓｏｃ
に加熱後に急冷するという熱処理を加えたものにしたこ
とを特徴とする特従来よシ、純度の高もジルコニウムと
してクリスタルバージルコニウムが存在することは公知
である。しかしながら、このクリスタルバージルコニウ
ムは非常に高価であシ、コスト高は避は得ない。それ故
、本発明は、クリスタルバージルコニウムを用いること
なく、応力腐食割れに対する感受性を低下させる方法を
開発し、この方法によって得られた被覆管を用いて核燃
料鮫素を構成するようにしたものである。
＋］ｔＪＭ己の如くジルコニウムはジルカロイ−２ある
いはジルカロイ−４と比べれば応力腐食割れを起こしに
くいと８われでいるが、酸素、鉄など不純物會有擾が多
くなると応力腐食割れに対する感受性が高くなることも
わかっている。このうち鉄含有量の影響についでは；＠
１図のように、２００１）ＰＭから８００ ＰＰＭ６り
範囲では鉄含有量の増加に伴なって応力腐食割れに対す
る感受性が高くなることが炉外実験の結果から明らかに
なった。また、第２図かられかるように、ジルコニウム
ライナの使用温度である３００Ｃから４００Ｃにおいて
はジルコニウム中の鉄の固溶限は極くわずかで大部分の
鉄は第二相粒子となってジルコニウム中に分散し、この
第二相粒子が応力・、え食割れの起点になると考えられ
る。従ってジルコニウム中の鉄含有量を一定レベル以下
に抑えること、及び鉄原子を再固溶させて第二相粒子の
析出を少なくすることによシ応力腐食割れに対する感受
ｉ生を低くすることが可能である。
いはジルカロイ−４と比べれば応力腐食割れを起こしに
くいと８われでいるが、酸素、鉄など不純物會有擾が多
くなると応力腐食割れに対する感受性が高くなることも
わかっている。このうち鉄含有量の影響についでは；＠
１図のように、２００１）ＰＭから８００ ＰＰＭ６り
範囲では鉄含有量の増加に伴なって応力腐食割れに対す
る感受性が高くなることが炉外実験の結果から明らかに
なった。また、第２図かられかるように、ジルコニウム
ライナの使用温度である３００Ｃから４００Ｃにおいて
はジルコニウム中の鉄の固溶限は極くわずかで大部分の
鉄は第二相粒子となってジルコニウム中に分散し、この
第二相粒子が応力・、え食割れの起点になると考えられ
る。従ってジルコニウム中の鉄含有量を一定レベル以下
に抑えること、及び鉄原子を再固溶させて第二相粒子の
析出を少なくすることによシ応力腐食割れに対する感受
ｉ生を低くすることが可能である。
本発明の実施例は上記炉外実験結果に基づき、ジルコニ
ウムの鉄含有量を３００ＰＰＭ以下に抑えることによシ
ジルコニウムの応力腐食割れに対する感受性を低下させ
る。鉄含有量を少なくするためにはスポンジジルコニウ
ムのｔａ ＩＩＩで得られるインゴットを選別し鉄含有
量の少ない部分を使用することによシ可能で必る。スポ
ンジジルコニウムの選別使用によシ高純度ではあるが高
価なりリスタルバージルコニウムを１吏用しガくてもク
リスタルバージルコニウムと同５ＩＣＫ低い尾、力腐食
割れ感受性を有するジルコニウムを提供できる。
ウムの鉄含有量を３００ＰＰＭ以下に抑えることによシ
ジルコニウムの応力腐食割れに対する感受性を低下させ
る。鉄含有量を少なくするためにはスポンジジルコニウ
ムのｔａ ＩＩＩで得られるインゴットを選別し鉄含有
量の少ない部分を使用することによシ可能で必る。スポ
ンジジルコニウムの選別使用によシ高純度ではあるが高
価なりリスタルバージルコニウムを１吏用しガくてもク
リスタルバージルコニウムと同５ＩＣＫ低い尾、力腐食
割れ感受性を有するジルコニウムを提供できる。
本発明のもう一つの実施例は、ジルコニウム中の鉄を含
む第二相粒子を再固溶させ第二相粒子の析出を少なくす
ることによシ応力腐食割れ感受性を低下させる。第２図
かられかるようにジルコニウム中の鉄の固溶限は温度と
共に高くなシ、８００Ｃではおよそ３００ＰＰＭまで固
溶できるが、８５０Ｃを越えるとβ相へ相変態する。従
ってシルコニ、ラムを７００Ｃから８５０Ｃの間の適切
な温度に加熱して鉄をジルコニウム中へ再固溶させ、そ
の後で室温まで急冷することによシ第二相粒子の析出を
抑えることが可能である。８５０ｔｒ、＋１）高い温度
に加熱するとβ相へ相変態し、その後の急冷によシ針状
組織が形成されて応力ＩＫ食割れ感受性が局くなるため
加熱温度は８５０ＣＩＵ下とした。
む第二相粒子を再固溶させ第二相粒子の析出を少なくす
ることによシ応力腐食割れ感受性を低下させる。第２図
かられかるようにジルコニウム中の鉄の固溶限は温度と
共に高くなシ、８００Ｃではおよそ３００ＰＰＭまで固
溶できるが、８５０Ｃを越えるとβ相へ相変態する。従
ってシルコニ、ラムを７００Ｃから８５０Ｃの間の適切
な温度に加熱して鉄をジルコニウム中へ再固溶させ、そ
の後で室温まで急冷することによシ第二相粒子の析出を
抑えることが可能である。８５０ｔｒ、＋１）高い温度
に加熱するとβ相へ相変態し、その後の急冷によシ針状
組織が形成されて応力ＩＫ食割れ感受性が局くなるため
加熱温度は８５０ＣＩＵ下とした。
第３図は、本発明で用いられる被覆管の製造工程を示す
ものである。ジルコニウム）Ｍおよびジルカロイ被覆管
はそれぞれ別の素材をもって製造を開始し、途中管状部
材になった後に組立られ、通常最終工程において、上述
の精製工程が組み込まれる。
ものである。ジルコニウム）Ｍおよびジルカロイ被覆管
はそれぞれ別の素材をもって製造を開始し、途中管状部
材になった後に組立られ、通常最終工程において、上述
の精製工程が組み込まれる。
、本発明（／？−より、高価なりリスタルバージルコニ
ウムを使用せずとも、応力１′耀鈷割れ感受性の低いジ
ルコニウムを提供でき、核燃料茨木の信頼性が向上する
。
ウムを使用せずとも、応力１′耀鈷割れ感受性の低いジ
ルコニウムを提供でき、核燃料茨木の信頼性が向上する
。
弔１図は、ジルコニウムの応力〃５１食割れ感受性と鉄
含有１１との関係を示す線図、ｇ２図は、鉄−ジルコニ
ウム二元状態図、第３図は、本発明に適用される誠榎管
の製造工程図でろる。。 第１図 ａ８肩量（ＰＰＭ） 第 ２ 図 ／’＝−Ｚ／−
含有１１との関係を示す線図、ｇ２図は、鉄−ジルコニ
ウム二元状態図、第３図は、本発明に適用される誠榎管
の製造工程図でろる。。 第１図 ａ８肩量（ＰＰＭ） 第 ２ 図 ／’＝−Ｚ／−
Claims (1)
- １、 ジルカロイ被覆管内にウラン酸化物系焼結ペレッ
トを充填してなる核燃料要素であって、前記被覆管内面
に厚さが約１００μｍ以下のジルコニウム層を設けたも
のにおいて、該ジルコニウム層の鉄含有量が３００ＰＰ
Ｍ以下であシ、かつ被覆管・諌造の工程において７００
〜８５０Ｃに加熱した鎌、室温まで急冷する熱処理を施
したものであることを特徴とする核燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190627A JPS6082884A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 核燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190627A JPS6082884A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 核燃料要素 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082884A true JPS6082884A (ja) | 1985-05-11 |
| JPH0324994B2 JPH0324994B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=16261212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58190627A Granted JPS6082884A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 核燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082884A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190888A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-28 | 株式会社日立製作所 | 核燃料要素の被覆管 |
| JPS61196190A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | 日本核燃料開発株式会社 | 核燃料要素被覆管の製造方法 |
| EP1052650A1 (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-15 | General Electric Company | Cladding for use in nuclear reactors having improved resistance to cracking and corrosion |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58190627A patent/JPS6082884A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190888A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-28 | 株式会社日立製作所 | 核燃料要素の被覆管 |
| JPS61196190A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | 日本核燃料開発株式会社 | 核燃料要素被覆管の製造方法 |
| EP1052650A1 (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-15 | General Electric Company | Cladding for use in nuclear reactors having improved resistance to cracking and corrosion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0324994B2 (ja) | 1991-04-04 |
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