Study on the discharge behavior of the molten-core materials through the control rod guide tube; Investigations of the effect of an internal structure in the control rod guide tube on the discharge behavior

制御棒案内管を通じた炉心溶融物質の流出挙動に関する研究; 流出挙動における制御棒案内管内の内部構造物の影響に関する検討

加藤 慎也  ; 松場 賢一  ; 神山 健司  ; Akaev, A.*; Vurim, A.*; Baklanov, V.*

Kato, Shinya; Matsuba, Kenichi; Kamiyama, Kenji; Akaev, A.*; Vurim, A.*; Baklanov, V.*

炉心崩壊事故(CDA)における溶融炉心物質の原子炉内保持(IVR)はナトリウム冷却高速炉の安全性を高めるために最も重要である。IVRを確保するための主要な課題の一つは、溶融炉心物質を炉心領域から効率的に排出するための制御棒案内管(CRGT)の設計である。CRGTの設計の有効性はCDA解析によって評価されるが、この解析には試験研究と連携した計算機コードの開発が合理的である。そこで、EAGLE-3プロジェクトと呼ばれる共同研究において、CRGTを介した溶融炉心物質の流出挙動を課題の一つとして試験研究が進められてきた。本試験研究で得られた知見はSIMMERコードの開発に反映される。このプロジェクトでは、CRGTを通じた溶融炉心物質の流出挙動を把握するために、溶融アルミナを燃料模擬物質とした一連の炉外試験が行われた。本研究では、CRGT内の内部構造物が溶融炉心物質の流出挙動に与える影響を調べるため、内部構造物を有するダクトを溶融アルミナが流下する炉外試験のデータを分析した。さらに、SIMMERコードによる試験後の解析を行い、試験結果との比較を行った。

The In-Vessel Retention (IVR) of molten-core in Core Disruptive Accidents (CDAs) is of prime importance in enhancing the safety of sodium-cooled fast reactors. One of the main subjects in ensuring IVR is to design the Control Rod Guide Tube (CRGT) which allows effective discharge of molten core materials from the core region. The effectiveness of the CRGT design is assessed through CDA analyses, and it is reasonable for these analyses to develop a computer code collaborated with experimental researches. Thus, experiments addressing the discharge behavior of the molten-core materials through the CRGT have proceeded as one of the subjects in the collaboration research named the EAGLE-3 project, and the obtained experimental results are reflected in the development of the SIMMER code. In this project, a series of out-of-pile tests using molten-alumina as the fuel simulant was conducted to understand the discharge behavior of molten-core materials through the CRGT. In this study, in order to investigate the effect of an internal structure in the CRGT on the discharge behavior of the molten-core materials, the data of an out-of-pile test in which the molten-alumina penetrated to a duct with the internal structure were analyzed. In addition, the post-test analysis using the SIMMER code was conducted and the results were compared with the test results.