ナトリウム燃焼に伴うFP放出と混合エアロゾル挙動試験; ヨウ素、セシウム試験

Experimental Study of Volatile FP Release with Sodium and Their Mixed Aerosol Behavior during Sodium Combustion; Iodine & Cesium Test

中桐 俊男  ; 加藤 一憲*; 宮原 信哉  

Nakagiri, Toshio; Kato, Kazunori*; Miyahara, Shinya

被曝評価上重要な揮発性核分裂生成物(揮発性FP)のうち、セシウム(Cs)ヨウ素(I)、について、ナトリウム(Na)プール燃焼時及び非平衡蒸発時の気相中への放出挙動、及びそれらの混合エアロゾルの減衰挙動を明らかにするための実験を行い、解析コード(SPMコード、ABC-INTGコード)による計算結果と比較した。今回の実験及び解析から得られた主な知見及び成果を以下に示す。(1) 今回測定されたナトリウムプール燃焼時のナトリウム、セシウム、ヨウ素のナトリウムプールから気相中への放出量は、ナトリウムプール温度の上昇と共に単調に増加することが分かったが、SPMコードによる計算結果では、実験結果ほど明確なナトリウムプール温度に対する依存性は確認できなかった。(2) 今回測定されたナトリウムプール燃焼時、及び非平衡蒸発時のナトリウムプールによるセシウム、ヨウ素の保持係数は平衡蒸発時の保持係数よりも大きく、ナトリウムプールに保持されやすいことが分かった。(3) 混合エアロゾル中のナトリウムとセシウム、ヨウ素との重量比は、濃度の減衰過程で変化せず、ナトリウムと揮発性FPとの混合エアロゾル挙動評価には従来の単一成分エアロゾル挙動の評価手法が適用できることを確認した。(4) 今回の試験では、ガス状ヨウ素は検出されなかったが、熱力学的検討により、ガス状ヨウ素の生成の可能性が示され、過去の実験結果を定性的に説明できる可能性のあることが分かった。

Experiments were carried out to study the release behavior of iodine and cesium with sodium and their mixed aerosol behabior during sodium pool combustion. The experimental results were compared with calculated results by computer codes (SPM code and ABC-INTG code). The following results were obtained from this study.(1) The measured release rates of sodium, cesium and iodine release rate during sodium combustion increased with sodium temperature rise. The calculated release rates by the SPM code did not depend on sodium pool temperature clearly as measured values.(2) Retention factors of cesium and iodine to sodium pool during sodium combustion were larger than those in equilibrium evaporation.(3) Mass concentration of cesium and iodine in sodium aerosol were nearly constant, and it was confirmed that sodium-volatile FPs mixed aerosol can be treated as single component aerosol.(4) The generation of gaseous iodine was not confirmed in this experimental series. However, the possibility of gaseous iodine generation was indicated by thermodynamical analysis, and it was found that past test results were qualitatively explained.