報告書番号

T98079

タイトル（和文）

金属燃料炉心におけるATWS起因の燃料破損の解析的評価

タイトル（英文）

Analytical Evaluation of Metallic Fuel Element Failure Initiated by ATWSs

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

金属燃料炉心の炉心損傷時の燃料破損挙動を解析的に評価した。代表的なATWS事象であるUTOPとULOF事象を過渡事象として解析した。UTOP事象では、酸化物燃料と同様に、燃料が溶融した後に炉心頂部位置の被覆管が破損し、破損孔から溶融燃料が分散される。ULOF事象で冷却材沸騰が先行する集合体で、溶融燃料が分散する貫通長さを評価した。分散領域の被覆管温度は900℃以上であり、0.6m以上の貫通長さが得られた。大きな負の燃料移動反応度が期待できる。沸騰による正の反応度投入により、未沸騰集合体は過出力状態となり、FCIを生ずる。被覆管強度が高い場合には、従来想定していた1,500℃を上回る可能性があるが、激しいFCIを生ずる領域には達していない。いずれの事象においても、被覆管の強度が大きな感度を持っている。今後、高温での被覆管強度データベースの蓄積が必要である。

概要 （英文）

Analytical evaluation is conducted on behavior of metallic fuel element failure in HCDA. UTOP and ULOF events are analyzed as typical ATWSs. In UTOP event, a fuel melting initiates and cladding failure follows to occur at the top of a fuel element after a molten fuel area propagates to the top of the fuel. The molten fuel disperses through the cladding breach to the coolant channel. In ULOF event, a penetration length of a molten fuel is evaluated in prior boiling subassemblies (S/As). More than 0.6 (m) of the penetration length is expected as the cladding temperature is above 900 (deg. C). This result suggests that a good negative reactivity could be inserted with fuel movement out of the core region. Non-boiling S/As become overpower state drived by the positive reactivity insertion due to the coolant boiling. A temperature of molten fuel may exceed the previous estimation of 1,500 (deg. C) with a higher strength cladding. That temperature, however, does not reach the condition in which intense FCI phenomena occur. It is found that a cladding strength in high temperature is much sensitive in fuel element failure behavior.

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