RPV下部ヘッドで採取された燃料デブリ試料の分析結果(微細構造)とデブリ移行メカニズムの推定

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概要

 TMI-2事故炉の下部プレナムに堆積していた"岩石状"デブリサンプル【図1】(シュラウドとRPV側面内壁の間のダウンカマー付近から採集)の分析と、それに基づくデブリの下部プレナムへの移行・堆積メカニズムの推定が行われている[1]。

 主成分はUとZrの二酸化物:(U,Zr)O2の固溶相であり、わずかに、(Fe,Cr,Ni,Al)の酸化物相が存在していた。

 サンプルの大部分では、丸い二酸化物の結晶(U:Zr比がおよそ一定)と、粒界に析出相が見られ、デブリメルトが急冷したことを示した【図2】。粒界に析出した相は酸化物であり、共晶構造を持っていた【図3】。

 一方で、サンプルの一部に空隙が見られ、その周辺では、酸化物相の相分離を示す共晶構造が観測された。これは、サンプルの一部が徐冷されたことを示唆している。

下部プレナムデブリ結晶粒界.png

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下部プレナムデブリ 局所共晶.png
下部プレナムデブリ 局所共晶 拡大.png
UO2-ZrO2状態図.png


参考文献

[1] R.V. Strain, L.A. Neimark, J.E. Sanecki, Fuel Relocation Mechanisms Based on Microstructures of Debris, Nucl. Technol. 89 (1989) 187-190.