Test results of volatile radionuclide evaporation from liquid lead-bismuth and their comparison with test from sodium pool

液体鉛ビスマスからの揮発性放射性物質の蒸発試験の結果及びナトリウムプール試験との比較

大野 修司  ; 宮原 信哉  ; 倉田 有司

Ohno, Shuji; Miyahara, Shinya; Kurata, Yuji

鉛ビスマス中のPo, Cs, Teなど揮発性放射性物質が気相へ移行する挙動を調べるために平衡蒸発試験を実施してきた。試験では、典型的な蒸気圧測定法である「トランスパイレーション法」を用いている。この方法を使ったナトリウム体系での試験研究によって、過去にナトリウムプール中のCs, NaI, Teなど核分裂生成物の蒸発挙動も調べられているため、鉛ビスマスとナトリウムの2種類の冷却材に対する放射性不純物の揮発性を比較することも可能である。本論文では、まずナトリウム中の核分裂生成物の蒸発特性をレビューし、次に鉛ビスマス中の核分裂生成物や放射化生成物の蒸発試験結果を報告する。また、鉛ビスマス冷却型原子炉システムのカバーガス空間における蒸気量を見積もり、Poの蒸発挙動の重要性に言及する。さらに、ナトリウムと鉛ビスマスの2種類の冷却材を対象として、それに混入したCsとTeの揮発性を試験データに基づいて比較する。これらの実験で蓄積された知見は、液体金属冷却型原子炉システムの安全評価ツールに活用される重要なデータベースとなるものである。

Evaporation tests were conducted to investigate fundamental liquid-to-gas transfer behavior of volatile radionuclides Po, Cs, and Te in a lead-bismuth eutectic (LBE) using the "transpiration" method, which has already contributed in a Na-cooled FBR study. Since both LBE test and Na test focus on the evaporation of the same nuclides, it is possible to compare the nuclides' volatility between in LBE and in Na. This paper describes first the reviewed evaporation characteristics of fission products in Na, next the evaporation test results of fission or activation products in LBE. The importance of investigating Po evaporation is demonstrated through the estimation of vapor amount in a cover gas region of an LBE-cooled system. Furthermore, comparison is made for the volatility of Cs and Te in two kinds of coolant Na and LBE based on the test results. The accumulated data can serve as significant database utilized in liquid-metal-cooled reactor accident analysis tools.