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金属燃料高速炉における再臨界事故の起因過程に関する研究

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平野 豪*; 川田 賢一; 平川 直弘*; 丹羽 元

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従来の高速増殖炉の燃料である酸化物燃料に代わる新型燃料として、金属燃料が注目されているが、過渡時の金属燃料特有の挙動について解明されていない点が多い。そこで、金属燃料高速炉の炉心損傷時の再臨界の可能性を評価することを目的に、東北大学・動燃の共同研究として「新型燃料高速炉におけるCDAの研究」を実施した。本年度の成果は以下の通りである。(1)解析対象及び解析コード解析対象はATWSを伴うLOF事象とした。解析対象炉心は出力60万kWeの2領域均質金属燃料炉心の他に、減速材を添加した金属燃料に対しても解析を行った。解析コードには炉心損傷事象起因過程解析コードSAS-3Dコードを用いた。ただし、金属燃料高速炉の解析に適用できるよう必要な箇所は、適切なモデルを用いて得られた定数に変更した。(2)解析結果解析条件として、流量半減時間を0.5秒(全電源喪失時)と5.5秒(代表的なLOFとしたが、その条件によらず、すべての場合について即発臨界に至らないことが示された。解析条件によっては、遷移過程の解析が必要になるものの、燃料移動によって再臨界に至らない可能性があることが示された。ただし、採用した物性値等の問題点から、解析結果は燃料移動を過大評価しているものと考えられる。また、炉心損傷時においても事象の早期終息に減速材の効果があることが示された。(3)まとめ金属燃料高速炉の炉心損傷事象の挙動をSAS-3Dコードを用いて金属燃料炉心に適用できるよう定数を変更して解析した。その結果、炉心損傷時において再臨界にいたらない可能性があることが示された。

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