Proposal of simplified model of radionuclide release from fuel under severe accident conditions considering pressure effect

圧力影響を考慮したシビアアクシデント条件下の燃料からの放射性物質放出に関する簡易放出モデルの提案

日高 昭秀   ; 工藤 保 ; 石神 努; 石川 淳 ; 更田 豊志

Hidaka, Akihide; Kudo, Tamotsu; Ishigami, Tsutomu; Ishikawa, Jun; Fuketa, Toyoshi

原研では、放射性物質の放出機構解明とソースターム高精度予測を目的として、シビアアクシデント条件下における燃料からの放射性物質放出を調べるVEGA実験を行っている。そのうち、圧力影響を調べた実験において、1.0MPaでは0.1MPaに比べCs放出が約30%減少することを観測した。この現象は、結晶粒内拡散に加え開気孔中ガス拡散を考慮した2段階拡散モデルにより説明できることを明らかにした。しかしながら、このモデルは計算時間がかかり、確率論的安全評価等で使用する際は現実的でない。このため、2段階拡散モデルに基づき、燃料表面における開気孔中のガス拡散流束の圧力依存性1/を、放出率速度係数を与える従来のCORSOR-Mに乗じる簡易モデルを導出した。さらに、この簡易モデルを原研のソースタームコードTHALES-2に組み込んで、BWRのTQUXシーケンスにおけるCsI放出を調べた所、格納容器が早期に破損する場合は、環境中放出割合がかえって増加する場合があることを明らかにした。今後、ソースターム計算において1/ CORSOR-Mモデルの使用を提案する。

An experimental program VEGA is being performed at JAERI to understand mechanisms of radionuclides release from fuel during severe accidents and to improve source term predictability. The VEGA tests showed that the Cs release rate at 1.0MPa decreased by about 30% compared with that at 0.1MPa. To explain this pressure effect, a numerical release model on 2-stage diffusion that considers the lattice diffusion in grains followed by gaseous diffusion in open pores was newly developed and a simplified model 1/ CORSOR-M was derived from the numerical model. The effect of pressure on source term was also estimated for a transient sequence at BWR with JAERI's THALES-2 code in which the simplified model was incorporated. Since the adequacy and applicability of 1/ CORSOR-M model were confirmed for the pressures up to 16 MPa through comparison with the VEGA tests and mechanistic models, it is proposed that the model be used for source term analyses.