核燃料

概要

燃料棒は放射性物質閉じ込めのための第一障壁（ペレット）と第二障壁（被覆管）の役割を担っており、通常運転時と異常な過渡変化時には、燃料棒は破損せずに閉じ込め機能を維持することが求められています。事故時に燃料棒が破損した場合も、原子炉炉心は冷却可能な状態を維持することが求められます。そこで、異常な過渡変化や事故を模擬できる研究炉や試験装置を用いて、燃料棒の破損条件や破損状態を調べることで、燃料棒が炉心冷却性維持のために要求される性能等を満たしていることを確認します。燃料棒の安全性確認は、原子力を利用している諸外国との共通の課題であるため、国際プロジェクトに参画し、共同研究も行っています。

安全研究プロジェクト

実施中のプロジェクト

事故耐性燃料等の事故時挙動研究（令和6年度～令和10年度）

終了したプロジェクト

事故時炉心冷却性に対する燃料破損影響評価研究（令和1年度～令和5年度）【PDF：3MB】
（安全研究成果報告へのリンク）
燃料健全性に関する規制高度化研究（平成19年度～令和2年度）【PDF：16MB】
（安全研究成果報告へのリンク）
事故時燃料安全性に関する規制高度化研究（平成18年度～平成30年度）【PDF：5MB】
（安全研究成果報告へのリンク）
混合酸化物燃料特性評価に関する研究（平成19年度～平成28年度）（国立国会図書館インターネット資料収集保存事業(Warp)へリンク）【PDF：1MB】
（安全研究成果報告へのリンク）

研究成果

NRA技術報告

なし

NRA技術ノート

なし

学術論文

Kitano, K., Akiyama, H., Ohishi, Y., Muta, H., “EPMA and EBSD observations of unirradiated MIMAS-MOX fuels for the study of fission gas release and thermal conductivity”, Journal of Nuclear Science and Technology, Vol.62, No.4, pp. 341-352, 2025. doi:10.1080/00223131.2024.2429803
Baccou, J., Glantz, T., Ghione, A., Sargentini, L., Fillion, P., Damblin, G., Sueur, R., Iooss, B., Fang, J., Liu, J., Yang, C., Zheng, Y., Ui, A., Saito, M., Mendizábal Sanz, R., Bersano, A., Mascari, F., Skorek, T., Tiborcz, L., Hirose, Y., Takeda, T., Nakamura, H., Choi, C., Heo, J., Petruzzi, A., Zeng, K., Xie, Z., Wu, X., Eguchi, H., Pangukir, F., Breijder, P., Franssen, S., Perret, G., Clifford, I.D., Coscia, T.M., Di Maio, F., Zio, E., Pedroni, N., Zhang, J., Freixa, J., Rizzo, F., Ciurluini, C., Giannetti, F., Adorni, M. “A systematic approach for the adequacy analysis of a set of experimental databases: Application in the framework of the ATRIUM activity”, Nuclear Engineering and Design, Vol. 421, pp.113035_1-113035_16, 2024. doi:10.1016/j.nucengdes.2024.113035
Kitano, K., Ozawa, M., “The effect of spacer grids on the stress applied to a post-LOCA cladding tube under horizontal vibrations”, Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 61, No. 4, pp. 498-508, 2023.
doi:10.1080/00223131.2023.2243935
Kitano, K., Akiyama, H., “Research on the properties of high-burnup and high plutonium content mixed-oxide fuels”, Journal of Nuclear Materials, Vol. 572, 154075, 2022.
Yamauchi, A., “Study on the relationship between fuel fragmentation during a LOCA and pellet microstructure”, Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 58, Issue 12, pp. 1330-1342, 2021.
Kitano, K., Ozawa, M., “Analysis of stress applied to a ruptured cladding tube under horizontal vibration”, Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 57, No. 9, pp. 1051-1061, 2020.
小澤正明、天谷政樹、「高燃焼度燃料へのECCS性能評価指針の適用に関する知見の整備状況」、日本原子力学会和文論文誌、Vol. 19、pp. 185-200、令和2年
Yamauchi, A., Ogata, K., “A study on macroscopic fuel cladding ductile-to-brittle transition at 300°C induced by radial hydrides”, Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 57, No. 3, pp. 301-311, 2020.

（平成30年度以前に公表されたものは準備中）

会議プロシーディング（査読付き）

Kakiuchi, K., Yamauchi, A., Amaya, M., Udagawa, Y., Kitano, K., “Mechanical property evaluation with nanoindentation method on Zircaloy-4 cladding tube after LOCA-simulated experiment”, Proceedings of TopFuel2022, 2022.

（平成30年度以前に公表されたものは準備中）

会議プロシーディング（査読なし）

なし

学会発表等

山内紹裕、垣内一雄、宇田川豊、北野剛司、「ナノインデンテーション法を用いた燃料被覆管の機械特性評価」、日本原子力学会2021年秋の大会、令和3年
Yamauchi, A., Ogata, K., “Heating test on micro pellet samples obtained from different radial positions of high burnup UO2 fuel”, Fuel Safety Research Meeting 2019, 2019

（平成30年度以前に公表されたものは準備中）

その他（解説記事等）

山内紹裕、「燃料被覆管の高温における延性―脆性遷移条件に関する研究」、日本原子力学会誌、Vol.63、No.11、pp.42-46、令和3年

核燃料

概要

安全研究プロジェクト

実施中のプロジェクト

終了したプロジェクト

研究成果

NRA技術報告

NRA技術ノート

学術論文

会議プロシーディング（査読付き）

会議プロシーディング（査読なし）

学会発表等

その他（解説記事等）

受賞

その他

委託成果報告書

共同研究成果報告書