JPS61217793A - 原子炉燃料被覆管 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、加圧木型及び沸騰水型原子炉で使用するジル
コニウム系合金製の燃料被覆管に関する０本発明は、特
に、加圧木型原子炉及び沸騰水型原子炉の燃料要素内部
におけるペレットと被覆との相互反応（ＰＣＩ）の悪影
響を最少限に抑える特性を持つ被覆管に関する水冷却型
原子炉工業では、全体が高ジルコニウム合金製の被覆管
が使用されている。一般に使用されている合金の例とし
ては、ジルカロイ−２（Ｚｉｒｃａｌｏｙ−２）及びジ
ルカロイ−４（Ｚｉｒｃａｌｏｙ−４）を挙げることが
でる。これらの合金は、核特性、機械的特性及び高温度
下での耐水腐蝕性にもとづいて選択される。

〈従来の技術〉 ジルカロイ−２及びジルカロイ−４の開発と、ジルカロ
イ−１及びジルカロイ−３の放棄又は不使用に至る歴史
は、１９Ｂ４年にＡＳＴＮの特別技術刊行物Ｎｏ、３８
８として刊行されたスタンレー拳カス（Ｓｔａｎｌｅｙ
　　Ｋａｓｓ）による「ジルカロイの開発Ｊ　（Ｔｈｅ
　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｒＺｉｒｃａｌｏｙｓ）
に要約されている。この論文を参考文献として本明細書
中に引用する。ジルカロイの開発に関する興味ある他の
文献としては、米国特許第２，７７２，９８４号、第３
，０１１７，０９４号及び第３，１４８，０５５号の明
細書を挙げることがでける。

ジルカロイ−２及びジルカロ″イー４についての市販製
品の化学的特性の規格は、（ＵＮＳＮｏ、　Ｒ８０８０
２及びＲ８０８０４に関する）ＡＳＴＩＩ　８３５０−
８０に公表刊行された要件を実質的に満足している。上
記の要件に加えてこの主の合金類の酸素含有量が９００
乃至ＩＢＯＯＰＰ瀧であることが要求され、燃料被覆に
利用する場合には一般に約１２００±２００ｐＰ會であ
るべきことが要求される。

一般に実用化されているジルカロイ被覆管の製造方法は
、インゴットを熱間加工して中間寸法のビレット又はロ
グにし、ビレットをベータ溶液（ｂｅｔａ　５ｏｌｕｔ
ｉｏｎ）で処理し、中空ビレットを機械加工し、その中
空ビレットを高温度でアルファ押出し成形して（ａｌｐ
ｈａｅｘｔｒｕｄｉｎｇ）中空円筒形の押出し成形物と
し、各ロール通過前にアルファ再結晶焼鈍を行なって多
数回の冷間ピルガ−圧延により押出成形物を圧延してほ
ぼ仕上り寸法の被覆にする方法である０次に、冷間加工
されたほぼ仕上り寸法の被覆を最終焼鈍する。この最終
焼鈍は、応力緩和焼鈍である場合もあり、部分的再結晶
焼鈍である場合もあり、完全結晶焼鈍である場合もある
。最終焼鈍のタイプは、燃料被覆の機械的特性に合せた
設計者の規格に基づいて選択される。

〈従来技術の問題点） 前述の被覆を使用した燃料棒を用いた場合に起こる一つ
の問題点は、破砕された熱膨張する酸化物燃料ペレット
との接触によって更に応力が加わる状態に置かれる被覆
の内面から発生する割れが認められることである。これ
らの割れは、ときには被覆の壁の厚さを貫いて拡がり、
燃料棒の完全性を損ない、冷却材が燃料棒及び放射性の
核分裂生成物中に入り込んで、原子炉の炉心を還流して
いる一次冷却材の汚染を惹き起こすことがある。この種
の割れの現象は、ジルコニウム合金類の内部における割
れの発生と拡がりを誘起する照射による効果と、機械的
な応力と、核分裂生成物との相互作用によって惹き起こ
されるものと一般に考えられている。

水冷却型原子炉の運転時に燃料ペレットと被覆との界面
で発生する割れの拡がりに抵抗するものとして、内側に
ジルコニウム層を接着したジルカロイ燃料被覆管が提案
された。

この種の提案は、たとえば、米国特許第４．０４５，２
８８号、第４，３７２，８１？号、第４．２００゜４９
２号及び第４，３９０，４９７号明細書及び英国特許第
２，１０４，７１１Ａ号の明細書でなされている。

前記各特許のジルコニウム塗膜は水腐蝕に対する抵抗性
を考慮することなく　ｐｃｒに対する抵抗性を理由に選
択されたものである。被覆が原子炉内部で侵されて被覆
内部への冷却材の侵入を許した場合には、被覆の大部分
を形成している高ジルコニウム合金の耐水腐蝕性と比較
して塗膜の耐水腐蝕性は遥かに劣っているものと考えら
れる。このような状況下にあっては、塗膜は比較的速や
かに完全酸化されて役にたたないものになるとともに、
被覆のジルコニウム合金部分の内部では水素化物の形成
が増加しジルコニウム合金の構造的完全性が危くなる。

このような被覆の劣化は、冷却材へのウラニウム及び放
射性核種の多量の放出を伴なう総体的な破損につながる
可能性がある。

この技術分野では、耐水腐蝕性の高い従来法のジルコニ
ウム合金の層の中間に前記特許のジルコニウム層を埋め
込むか、又は内側に面したジルコニウム層の代りにジル
コニウム含有率の低い低ジルコニウム合金を用いること
により、上述の耐水腐蝕性の問題を解決しようとしてい
る。この種の設計例は、英国特許第２，１１９，５５９
号明細書に記載されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述の努力にもかかわれず、内径面及び外径面の両面の
従来法のジルコニウム合金の持つ優れた耐水腐蝕性を保
持し、しかも従来法のジルカロイ−２及びジルカロイ−
４よりも優れたＰＣＩ割れの拡がりに対する抵抗性を持
つ水冷却型原子炉の燃料被覆に対する要求が継続して存
在している。

従って、本発明は、ジルカロイ−２及びジルカロイ−４
から成る群より選んだ強度が高く耐水腐蝕性の優れた第
一のジルコニウム合金製の外側円筒形層と、前記外側円
筒形層と金属学的に結合している第二のジルコニウム合
金製の内側円筒形層であって、（Ａ）　ｏ−ｘｓ乃至０
４６重量２の錫と０．１９乃至０．５重量工の鉄又ハ（
Ｂ）　０．４　乃至０．８重量％の錫と０．１乃至０．
３重量２の鉄と０．１乃至０．３重量２のニッケルとを
必須成分として含有し、更に１００乃至７００ＰＰ１ｍ
の酸素を含有し、残部がジルコニウムから成る内側円筒
形層とから成ることを特徴とする原子燃料被覆管に関す
る。

本発明による被覆管は、全体がジルカロイ−４及びジル
カロイ−２からできている従来法の被覆と比較して、著
しく優れたＰＣＩ割れの拡がりに対する抵抗性を持つ、
第二のジルコニウム合金は、表工に示す組成の合金類か
ら選択される。

厚’Ｆ　　金　色 表　　　　　　　　工 Ｘ　　　　　　　　　　　　　　　Ｙ Ｓｎ　　０．１９〜０．８重量＄　　　０．４〜０．８
重量２Ｆｅ　　Ｏ，１１３〜０．５　重量＄　　　０．
１〜０．３重量２旧　不純物濃度　　　　　０．１〜０
．３重量２０１００〜７００ｐｐ■　　　　１００〜７
００　ＰＰ■Ｚｒ　　残　都連　　　　　　　　残　部
震枢註）　合計が２０００Ｐｐｐｍ未満である不純物類
（酸素及びニッケルを含む）以外の 残部。

合金Ｘのうち好ましい２種の組成は、以下の通りである
。

合金Ｘ１ハ、０．１９〜０．３　重量％の錫、！＝０．
１９〜０．３重量２の鉄とを含有し、合金ｘ２は０．４
〜０．６　ｉ量！　（７）ｆｉ、！＝０．３〜０．５重
量Ｚ重量とを含有する。

前記合金類の好ましい酸素含有量は１００〜５００ｐＰ
■である。

本発明によれば、燃料被覆の内径表面及び外径表面は、
好ましくは、５００℃、１０５ｋｇ／Ｃ諺２（１５００
ｐｓｉ　）の水蒸気に２４時間曝露した後において、実
質的に黒色の付着性酸化物フィルムの付着によって特色
づけられてる。

〈実　　施　　例〉 本発明をより明確に理解できるよう、以下に添付の図面
を参照して、本発明の好ましい実施例について説明する
。

図面に示すように、複合燃料被覆管ｌは。

異なるジルコニウム系合金から成る２層の同心円筒状層
を持つ、外側層１０は、水雰囲気下において優れた耐腐
蝕性を持つ高強度ジルコニウム系合金からなる。この第
一の合金としては、たとえは、ジルカロイ−２又は、ジ
ルカロイ−４を用いることができる。

使用するジルカロイ−２又はジルカロイ−４は、ＵＮＳ
　８０８Ｇ２　　（ジルカロイ−２）又は、ＵＮＳ８０
８０４（ジルカロイ−４）に関するＡＳＴＮ　８３５０
−８０の大工に定められた化学的規格を満足するもので
あるのが好ましい、更に、これら合金類の酸素含有量は
９００〜１９００９Ｐ■の範囲内でなければならない。

外側層１０の内部には、大工に示した組成の何れか一方
の組成を持つ第二の円筒形の暦２０が金属学的に外側層
と結合している。この内側層は、燃料被覆に原子炉での
ＰＣＩに関連した割れに対する優れた抵抗性を付与する
ために設けられる。この内側層のために選択する合金類
は、内側層の耐水腐蝕性が外側層のジルカロイ−２又は
ジルカロイ−４の耐腐蝕性と少なくともほぼ同一になる
ように、最少量の錫及び鉄（合金Ｙの場合には更にニッ
ケルの最小量）を含有量る。これらの合金成分元素の上
限値は、原子炉内での使用時に内側層材料が充分な延性
を持ちｐｃｒに関連した割れの拡大を防止するために定
めた上限である。

合金成分元素の含有量が最も低く、しかも優れた耐腐蝕
性を持っているので、合金ｘ２及び合金Ｙよりも合金ｘ
１のほうが好ましい。

第二層の合金の酸素含有量は１００〜７００ｆｌｆ）１
である。酸素含有量が増大すると、内側層合金の硬度が
増大し、原子炉内部におけるＰＣＩ割れに対する第二層
の抵抗性に悪影響を及ぼすと考えられる。従って、酸素
は７００ｐＰ腸、好ましくは５００ｐＰ■以下に保つ、
酸素含有量の下限値は、酸素をそれ以上減少させること
によるＰＣＩ特性に関する改善には限界があり、酸素を
１００　ｐｐｍ未満に減少される際の大幅な追加コスト
を考慮すると、下限値よりも酸素含有量率を更に減少さ
せることは適当でないという根拠に基づく下限値である
。

内側層内部の全不純物量は２０００ｐｐｍ以下に保持す
ると記載したが、全不純物量を１５００ｐｐ層以下とし
、個々の不純物含有量をＡＳＴＭ　８３５０−８０、表
■、［８９Ｒ８０００１に規定された最大値以下にする
のが好ましい、ここで、ＡＳＴＭ８３５Ｇ−８０全部を
参考文献として本明細書中に引用する。全不純物量を減
少させるには、内側層合金の製造に使用するジルコニウ
ム原料物質に電子ビーム融解法を使用すればよい内側層
２０の厚みは、外側Ｍ１０の厚みより小さくし、好まし
くは約０．００２〜０．００８インチ、より好ましくは
０．００３〜０．００５インチにする。外側層１０が被
覆の大部分を形成しており、被覆の機械的諸特性を定め
る。従って、外側層の所要厚みは、核燃料要素の設計技
術の常法に従って、従来法により定めることができる。

好ましくは高温度一体押出し成形行程（ｅｌｅｖａｔｅ
ｄ　　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　ｃｏｅｘｔｒｕｓｉ
ｏｎ　　５ｔｅｐ）によって、内側層と外側層とを金属
学的に完全に一体に接合する。

完全なジルカロイ製被覆の被覆管の製造で用いられてい
る公知の冷間ピルガ−法（ｃｏ　ｌｄｐｉｌｇｅｒｉｎ
ｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）　　及び焼鈍法を用いて一体押出
し成形物の径を減少させて最終仕上り寸法にする。　１
１３８２年１月２３日付出願の米国特許出願第３４３．
７８８号及び第３４３．７８７号並びに米国特許第４，
４５０，０１９号明細書に記載された従来法及び新規な
方法の何れかで使用されている従来技術のジルカロイ用
潤滑剤、クリーニング法、引伸し技術及び表面仕上げ技
術を用いることができる。上述の製造方法の何れによっ
ても、小部分の取るに足らない不可避の接合線汚染区域
を除いて、完全な連続した金属学的な居間接合が得られ
る。

本発明の実施に当っての必須要件ではないが、レーザ又
は誘導加熱によるベータ処理を行なうのが好ましい、ベ
ータ処理を行なう場合には、（米国特許出願第３４３，
７８８号に記載されているように）好ましくは表面処理
として最後から２番目と最後の冷間やピルガ−圧延工程
の間で行なうか、或いは、好ましくは壁部貫通ベータ処
理として、最後から２番目の冷間ピルガ−圧延工程の直
前に行なう、ベータ処理後に、好ましくは約８００℃以
下、より好ましくは約５５０℃以下で、全中間焼鈍並び
に最終焼鈍を行なう、ベータ処理によって付与された高
い耐腐蝕性を保持するために、上記のような低温度での
焼鈍を行なう。

最も好ましくは、外側層及び内側層の耐腐蝕性は、２４
時間の５００℃、１０５ｋｇ／　ｃ　ｍ″（１５００ｐ
ｓｉ）の水蒸気試験後において、灰色若しくは実質的に
黒色の付着腐食フィルムが形成し重量増加が２００ｍｇ
／ｄ腸２、より好ましくは１００ｍｇ／ｄｓ２であると
いう特徴を持つ。

表面ベータ処理を行なう行なわないにかかわりなく、最
終冷間ピルガ−圧延後の最終焼鈍は、ジルコニウム合金
製の内側層が応力緩和される（即ち、再結晶化がほとん
ど起こらない）焼鈍でもよく部分的に再結晶化する焼鈍
でもよく、完全に再結晶化する焼鈍でもよい、完全結晶
化最終焼鈍を実施した場合には、生じる粒子の平均粒度
が内側層の壁厚の約１／４、より好ましくはｌ／１０乃
至１１３０以下になるようにする。ジルカロイ製の外側
層は、少なくとも応力緩和焼鈍される。最終焼鈍後に、
従来法のジルカロイ製チューブ清掃工程、引伸し工程及
び仕上げ工程を実施する。

本発明を例示の目的で示す以下の実施例により、本発明
を更に明らかにしたい。

必要な合金添加物を市販のジルコニウムとともに消耗電
極真空アーク融解により融解して、表■に示すインゴッ
ト組成の合金を得た。

アーク融解は２度行なった。

本明細書に記載する被覆の化学的規格は、製造時のイン
ゴット段階で合金成分元素類及び不純物について化学分
析を行ない、引きつづいて製造の中間段階たとえば、一
体押出し成形階段で界面元素類、酸素、水素及び窒素に
ついて化学分析を行なうことにより満足することができ
ることは容易に理解できるものと考える。最終仕上げ寸
法の被覆について化学分析する必要はない。

以　　下　　余　　白 −■ インゴ、ト　　　本 Ｓｎ　　　　　　Ｏ，１９−０，２０ｗ／。

Ｆｅ　　　　　　０．１９ｗ／。

ＡＩ　　　　　　　　　　　　７４−７０　　ｐｐ脂Ｂ
　　　　　　Ｏ，２ｐｐ層 Ｃｔｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（０，２
ｐｐｍＣ８０−９０ｐｐ■ Ｃ１１２−１９ｐｐ■ Ｇｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１０ＰＰ
■Ｃｕ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２Ｓ　
　　ｐｐ層Ｃｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
＜　　　１００　　　ｐｐｍＨｆ　　　　　　３８−３
５　ｐｐ■ Ｍｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　（２５ｐｐ■
Ｎｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２５ｐｐ
層Ｎｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２５ｐ
ｐｇｔＮ　　　　　　　　　　　　　２１−２２　９９
層０　　　　　　　　　　　８１５−７２１　　ｐｐｍ
Ｓｉ　　　　　　　　５８−４９　　ｐｐ濡Ｔｉ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　（２５ｐｐ■Ｗ　　　
　　　（５０ｐｐ■ Ｕ　　　　　　　　　１．３−１．５　９９層本　（注
）　上記の結果は、インゴットの上部及び底部の２種の
試料の分析結果 に基づくものである。範囲を記さ なかった数値は、上部と下部の試 料の分析結果が一致したものであ る。

得られたインゴットは、直径約２０．３２ｃ騰（８イン
チ）、長さ約１０７ｃ■（４２インチ）であった、イン
ゴットを機械加工して、外径的ＩＣＥ１ｃｍ（７，ツイ
フチ）内径約４．１９ｃ＋ｓ（１，８５インチ）の円筒
形中空体にした。中空体を約５３８℃（１０００°Ｆ）
に加熱した後、直ちに押出し成形により、外径的７．８
２ｃｍ（３インチ）、内径約４．１９ｃｍ（１，８５イ
ンチ）のチューブ中空体にした。この中空体を使用して
、内側層原料成分を形成させた０本実施例では用いなか
ったが、内側層原料成分は、好ましくは一体押出し成形
前に、ベータ溶解処理（ｂｅｔａ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｔ
ｒｅａｔｍｅｎｔ）を受けておくのが好ましい。

次に、表ｍに示す合金成分化学組成を持つ直径８８ｃｍ
＋（２８インチ）のインゴットを三重アーク融解させて
、外側層の原料成分となる管状ジルカロイ−２をつくっ
た。従来技術の鍛造によってインゴー、トを直径１７．
８ｃ層（ツイフチ）の丸棒にした後、ベータ溶解処理し
た。

直径１７．８ｃｍの丸棒を機械加工して外径的１７．０
Ｃ腸（８，ツイフチ）、内径約７．４ｃ層（２，８イン
チ）の中空シリンダーにした。

■ ジルカロイ−２・インボート （重量２） Ｓｎ　　　　　　　１．５２−１．８０Ｆｅ　　　　　
　　　　Ｏ，１５−０，１９Ｃｒ　　　　　　　　　０
．１０　−　０．１１Ｎｉ　　　　　　　　　　Ｏ，０
５−０，０６Ｆｅ＋Ｏｒ＋Ｎｉ　　　　　　　Ｏ，３０
−０，３３００，１０？　　−０，１２１ 必要に応じて、外側層原料成分の内径と内側層原料成分
の外径表面とを機械加工して、互いに入れる関係になる
ようにした際に周成分が密着するようにする０機械加工
後、周成分を清掃し酸洗して、接着面から表面汚物を除
去する０次いで、周成分を嵌め込み、隣接する周成分の
界面に形成される管状部分を真空電子ビーム溶接によっ
て閉鎖し、嵌め合った周成分の両端部が溶接された後に
おいては環状部内部が真空に保持されるようにする。

この段階で未接合のチューブのシェル組立体を約５９３
℃（１１００°Ｆ）に加熱して、押出し成形により外径
的８．５ｃ層（２，５インチ）、壁厚的１．０９ｃｍ（
０，４３インチ）のチューブ−シェルにする。内径部分
を研磨し、外径部分に砂を吹きつけて研磨する０次いで
、チューブ・シェルを洗浄し酸洗し約６７５℃で２〜３
時間真空で焼鈍した後、再洗浄し酸洗する。

上記の２種の原料インゴットから、上記の手順で３本の
一体押出し成形チューブ会シェルを製造した。一体押出
し成形チューブ・シェの化学分析結果を表■に示す。

内側層中のＮ　　　　３８　　　１９　　　２７内側層
中の０　　　５８８　　８２１３　　８９８内側層中の
Ｈ（１２ｃ１２　　　（１２内側層中のＮ　　　　４５
　　　５４　　　５３内側層中の０　　１１２０　　１
２１０　　１１２０一体押出し成形物Ａを以下の工程に
従って冷間ピルガ−法により径を減少させた。

工程１：　冷間ピルガ−により外径４．１００膳（１，
１１１５インチ）、壁厚０．７８２０■（０，３０イン
チ）にした。

工程２：　約６７７℃（１２５０°Ｆ）で約３．５時間
真空で焼鈍した。

工程３：　冷間ピルガ−により外、径２．５４ｃ層（１
インチ）、壁厚０．４Ｏｃ層（ｏ、　ｉｓインチ）にし
た。

工程４：　水噴射急冷を用い健全体を高周波ベータ急冷
焼入れした。

工程５：　冷間ピルガ−により外径１．８５ｃ層（０，
８５インチ）、壁厚０．０１９ｃ層（０゜００７５イン
チ）にした。

工程６：　約６４９℃（１２００’　Ｆ　）　−ｔｌ’
約３．５時間真空で焼鈍した。

工程７：　冷間ピルガ−により外径１゜２２４Ｃ■（０
，４８２インチ）、壁厚０゜０７９Ｃ１１（０，０３１
インチ）にした。

■程８：　最終焼鈍 行程７で製造された試料を次の３種の工程８．１　、８
．２及び８．３の何れか一つを採用して、工程８におけ
る最終焼鈍を実施した。

８．１：　　約５９３℃（１１００’　Ｆ　）　−１’
約５時間の最終焼鈍、この処理により外側層及び内側層
の両方が完全に再結晶化して。

内側層の結晶粒度が推定でほぼＡＳＴＮの結晶粒度数１
１〔即ち、直径約０．０００７８ｃｍ（０゜０００３イ
ンチ〕〕になった。

８．２：　　約４８２℃（９００°Ｆ）で約５時間の最
終焼鈍、この処置によると、完全に再結晶化した内側層
と応力緩和された（即ち、光学的金属組織検査では再結
晶化が認められない）外側層とが得られた。内側層の硬
度はクヌープ硬度数（Ｋｎｏｏｐ　Ｈａｒｄｎｅｓｓ　
ｎｕ＋５ｂｅｒ）で１９０　ＫＨＮ　（荷重：１００グ
ラム）であり、　ＡＳＴＭの結晶粒度数はほぼ１１．７
　（即ち、直径約０−０００−０Ｏ０８１，０００２４
インチ）〕であった。

８．３＝　　約４７１℃（８８０°Ｆ）で約５時間の最
終焼鈍、この処理で内側層は部分的に再結晶化し、外側
層は応力緩和された、内側層の硬度は約１９０　ＫＩＮ
（荷重：　１００グラム）であり、光学的金属組織検査
によればほぼ７５　Ｋが再結晶しているものと推定され
た。

表面汚染物を除去し、表面の品位を保持するために必要
に応じて、上記の製造工程に従来法の清掃工程及び酸洗
工程を挿入する。最終酸洗後の内側層の仕上り厚さは約
０．００７６ｃｍ（０，００３インチ）とする。

次に、本発明による仕上った塗膜つき被覆体に核分裂性
の燃料物質を装入する。使用する燃料物質は、好ましく
は、円筒状ペレットであり、面取りして角をとったエツ
ジ部を持つか又は凹んだ皿状端部を持つものにするのが
よい、好ましくは、ペレットはυ０２を主成分とし、密
度的９５％のものである。ペレットに、たとえばガドリ
ニア又は硼素化合物の如き燃焼性の吸収剤を含有させて
おくこともできる。得られる燃料素体は、公知の加圧木
型又は沸騰水型原子炉の設計のうちの何れの形にしても
よく、好ましくは気密に封止された被覆体の内部を標準
加圧ヘリウム雰囲気にする。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は、本発明による細長い燃料被覆管の横断面
である。 ■・・・複合燃料被覆管 １０・・・外側層 ２０・・・内側層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ジルカロイ−２及びジルカロイ−４から成る群より
   選んだ強度が高く耐水腐蝕性の優れた第一のジルコニウ
   ム合金製の外側円筒形層と、前記外側円筒形層と金属学
   的に結合している第二のジルコニウム合金製の内側円筒
   形層であって、（Ａ）０．１９乃至０．６重量％の錫と
   ０．１９乃至０．５重量％の鉄又は（Ｂ）０．４乃至０
   ．６重量％の錫と０．１乃至０．３重量％の鉄と０．１
   乃至０．３重量％のニッケルとを必須成分として含有し
   、更に１００乃至７００ｐｐｍの酸素を含有し、残部が
   ジルコニウムから成る内側円筒形層とから成ることを特
   徴とする原子燃料被覆管。 ２、第二のジルコニウム合金が、０．１９乃至０．３重
   量％の錫と０．１９乃至０．３重量％の鉄とを含有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の被覆管
   。 ３、第二のジルコニウム合金が、０．４乃至０．６重量
   ％の錫と、０．３乃至０．５重量％の鉄を含有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第一項に記載の被覆管。 ４、前記チューブが、２４時間５００℃の水蒸気曝露試
   験後における重量増加が２００ｍｇ／ｄｍ＾２以下であ
   り、且つ内側層及び外側層上に付着した実質的に黒色の
   付着酸化によって特徴づけられる耐腐蝕性を持つことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に
   記載の被覆管。 ５、第二のジルコニウム合金の酸素含有量が１００乃至
   ５００ｐｐｍであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項に記載の被覆管。 ６、第二のジルコニウム合金が応力緩和微細構造を持つ
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の何
   れかに記載の被覆管。