銀媒体電解酸化法によるMOX溶解シミュレーションコードの開発(受託研究)

Development of simulation code for MOX dissolution using silver-mediated electrochemical method (Contract research)

木田 孝; 梅田 幹 ; 杉川 進

Kida, Takashi; Umeda, Miki; Sugikawa, Susumu

燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)では、臨界実験で使用する硝酸プルトニウム溶液を調製するために、銀媒体電解酸化法によるウラン・プルトニウム混合酸化物(MOX)粉末の溶解を計画している。この溶解運転の支援のために、MOX溶解シミュレーションコードの開発を行なった。本報は、開発したシミュレーションコードの概要、実験データとの比較及び溶解速度に及ぼすMOX粉末溶解パラメータについてまとめたものである。本コードは、AgによるPuO粉末溶解に対するZundelevichのモデルに基づいて作成し、Agの収支式に亜硝酸による影響を加えるとともに、MOX粉末の表面積は粒径分布により算出する方式を採用した。また、コードの妥当性を確認するために、実験データとの比較を行なった。この結果、本コードにおいて溶解速度定数等のパラメータに適切な値を用いることで、溶解挙動を良く模擬できることを確認した。また、溶解速度に及ぼす影響が最も大きいパラメータは、MOX粉末粒径であることが判明した。

MOX dissolution using silver-mediated electrochemical method will be employed for the preparation of plutonium nitrate solution in the criticality safety experiments in NUCEF. A simulation code for the MOX dissolution has been developed for the operating support. In this report an outline of the simulation code is proposed and a comparison with the experimental data and a parameter study on the MOX dissolution rate are described.The principle of this code is based on Zundelevich's model for PuO dissolution using Ag. The influence of nitrous acid on the material balance of Ag and the surface area of MOX powder on the basis of particle size distribution are taken into consideration in this model. A comparison with experimental data was carried out to confirm a validity of this model. It was confirmed that the behavior of MOX dissolution could adequately be simulated using the appropriate MOX dissolution rate constant. The parameters affecting the dissolution rate were studied, it was found that MOX particle size was major governing factor on the dissolution rate.