Radiation induced surface activation (RISA) effect on flow-boiling heat transfer; In-pile experiment in JMTR

流動沸騰熱伝達に対する放射線誘起表面活性(RISA)の効果; JMTRでの炉内実験

柴本 泰照 ; 与能本 泰介 ; 中村 秀夫  

Shibamoto, Yasuteru; Yonomoto, Taisuke; Nakamura, Hideo

本試験では、原子力機構材料試験炉を用いて実機相当の放射線照射環境下の沸騰伝熱実験を行い、放射線誘起表面活性(RISA)効果による熱伝達率向上の有無を検討した。炉内照射環境に加えて、同じ試験部を用いて炉外非照射環境でも実験を行い、限界熱流束までの沸騰曲線を取得し、両データを比較することで照射によるRISA効果を検証した。これまでのRISA関連実験で行われてきたプール沸騰ではなく、高い蒸気クオリティを伴う強制対流場かつ実機相当の強い放射線環境の条件で実験を行っており、RISAに関連したこのような実験例はこれまでにない初めての試みである。試験部は直径2-mm長さ100-mmのステンレス製の円管で、圧力が420kPa,質量流束が180630kg/ms,入口サブクール度が180630kJ/kgの範囲で実験を実施している。熱流束評価に伴う誤差評価と入口サブクール度の補正を行い、得られたデータの評価と比較を行った。その結果、原子炉での照射により沸騰曲線が数C高過熱度側に移動するとともに、限界熱流束が平均約10%上昇した。この結果は、RISA効果による伝熱面の濡れ性向上が熱伝達特性に影響を与えたものと考えられる。

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