ナトリウム燃焼時のエアロゾル挙動に関する研究

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堂田 哲広*; 二ノ方 壽*; 岡野 靖; 山口 彰

not registered; Ninokata, Hisashi*; Okano, Yasushi; Yamaguchi, Akira

1995年12月のもんじゅナトリウム漏洩事故以来、ナトリウム火災の安全評価精度向上の観点から、ナトリウムプール燃焼時のエアロゾル生成と輸送の詳細な機構が注目されている。燃焼量や生成物の評価、及び、ナトリウム蓄積を伴うプール火災時の鋼製床ライナー温度評価において必要なパラメータであるエアロゾルの放出割合(放出割合 release fraction)、すなわち、発生したエアロゾルが雰囲気へ飛散するか、プール表面へ沈降するかの割合、を決定することは重要である。本年度(平成12年度)は3ヵ年に渡る共同研究のまとめとして、平成11年度までに開発した多次元燃焼熱流動解析コードを用いて、ナトリウムプール燃焼実験の模擬計算を行い、本研究で採用した瞬時化学平衡反応モデルの適用性評価、及び、ナトリウムプール表面近傍におけるエアロゾル挙動評価を実施した。数値計算の結果、プール燃焼火炎の周期的な変動の様子が示され、プール直径と変動周期の関係は、工業用燃料の小規模プール燃焼実験とよい一致を示した。プール表面温度と質量燃焼率の関係は、表面温度に対する燃焼率の増加傾向は計算値と実験計測値で整合性の良い結果が得られたものの、定量的には必ずしも一致しない傾向を示した。プール表面温度と生成エアロゾル放出割合の関係は、プール温度の上昇に伴い放出割合が増加する傾向を示し、実験値とも定量的に良好な一致を示した。本研究により、従来、工学的判断に基づくパラメータとして与えられてきた反応生成物の組成比を、数値解析的に求める事が可能となり、ナトリウムプール燃焼解析の精度を向上させることが出来た。さらに、従来の解析では数多くの実験に基づき推定されてきた生成エアロゾルの放出割合についても、数値解析を用いて評価可能な手法の基礎を確立することが出来た。

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