京都大学大学院工学研究科原子核工学専攻
核材料工学研究室


軽水炉燃料被覆管の水素化
 燃料被覆管に吸収された水素は、原子炉の運転中は固溶していますが、炉を停止して温度が下がると水素化物として析出します。純ジルコニウムを薄く内張したジルカロイ2被覆管では、下の写真に示すように不均一に析出することが、日本核燃料開発(株)との共同研究で分かりました。この現象を再分布と呼んでいます。

 私たちの研究室では、再分布現象は純ジルコニウムとジルカロイ2の僅かな物性の違いが原因であることを突き止め、定量的なモデルを作りました。この実験には、イオンビーム分析の一つである核反応法がとても役に立っています。





(上)ジルコニウムライナー部に集中した水素化物(黒い部分)、(下)核反応法で測定した重水素濃度(黒丸)とモデルによるシミュレーション結果(実線)

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