報告書番号

T90062

タイトル（和文）

高燃焼用リム効果低減燃料の考案とその評価

タイトル（英文）

DESIGN AND ANALYTIC EVALUATION OF RIM-EFFECTREDUCTION-TYPE LWR FUEL FOR EXTENDED BURNUP

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

燃料ペレット表面に薄い天然ウラン層を設ける事により，リム部での燃焼を抑制しリム効果を低減できる燃料を考案した。本燃料を燃料棒詳細燃焼計算コードＡＮＲＢで解析し，燃料ペレット表面の燃焼度を，通常燃料より３０ＧＷｄ／ｔ程度低減出来ることが分かった。これにより，リム効果低減燃料は燃料ペレットのリム部での結晶組織の変化の進展をある程度遅らせる効果がある。また，燃料挙動解析コードＥＩＭＵＳにより，ペレットの熱伝導度が燃焼度に反比例して低減するモデルを用いて解析した場合，リム効果低減燃料では高燃焼時で通常燃料より燃料中心温度が低くなる事が示された。一方，燃料ペレット中央での発熱割合が高くなるため，燃焼初期・中期で燃料温度が高くなる問題点もある。なお，リム効果低減燃料の照射実験を行えば，リム効果の燃料中心温度への影響を解明するデータを得ることが出来ると考えられる。

概要 （英文）

WE HAVE DESIGNED A NEW-CONCEPT RIM-EFFECT REDUCTION-TYPE FUEL WHICH HAS A THIN LEYER OF NATURAL UO2 ON THE SURFACE OF THE UO2 PELLET. NEUTRON ANALYSES WITH THE ANRB CODE SHOW THAT THIS FUEL DESIGN REDUCES THE RIM EFFECT (BURNUP AT PALLET RIM) BY ABOUT 30 GWD/T COMPARED TO NORMAL FUEL. HIGH-BURNUP FUEL HAS A DIFFERENT MICROSTRUCURE AT THE FUEL RIM (RIM REGION) DUE TO THE RIM EFFECT. THEREFORE,THISFUEL DESIGN HAS A SMALLER RIM REGION THAN NORMAL FUEL. FUEL PERFORMANCE ANALYSES WITH THE EIMUS CODE SHOW THAT THIS FUEL DESIGN REDUCES THE FUEL CENTER TEMPERATURE AT HIGH BUNRUP IF THE THERMAL CONDUCTIVITY OF THE FUEL PELLET DECREASES IN INVERSE PROPORTION WITH BURNUP. HOWEVER,THISFUEL DESIGN INCREASES THE FUEL CENTER TEMPERATURE AT LOW AND MIDDLE BURNUP ABOVE THAT OF NORMAL FUEL DUE TO THE INCREASE IN THE THERMAL POWERDENSITY AT THE PELLET CENTER. ADDITIONALLY,IRRADIATION EXPERIMENTS CANOFFER IMPORTANT DATA THAT CLARIFY THE RELATION SHIP BETWEEN THE RIM EFFECT AND FUEL PERFORMANCE.

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