Next generation safety analysis methods for SFRs, 2; Experimental analyses by SIMMER-III for the integral verification of the COMPASS code on fuel-pin disruption and low-energy disrupted core motion

SFRのための次世代安全解析手法,2; COMPASSコードの総合検証のためのSIMMER-IIIによる燃料ピン破損及び低エネルギー損傷炉心運動に関する実験解析

山野 秀将   ; 飛田 吉春

Yamano, Hidemasa; Tobita, Yoshiharu

この論文では、COMPASSコードの総合検証のために先行的に実施されるSIMMER-IIIによる実験解析について述べる。ここでは、炉心崩壊事故における主要現象である2つの分野、すなわち、燃料ピン崩壊挙動及び低エネルギー損傷炉心物質の運動挙動を対象とする。燃料ピン崩壊挙動を解析するため、CABRI-EFM1及びE7炉内実験を選定した。SIMMER-IIIによる計算はCABRI-EFM1実験で観察された熱的破損モードで特徴づけられる燃料ピン崩壊及び分散挙動とよく一致する結果を得た。CABRI-E7実験で見られた機械的破損もまたおおむね再現できた。低エネルギー損傷炉心は主として燃料粒子と液体スティール(あるいは液体燃料)で構成される。そのような混合物条件下では、融体侵入長が有意に減少するということがTHEFIS炉外実験で得られた。SIMMER-IIIは実験で観察された融体の固化・閉塞をよく模擬できた。SIMMER-IIIにより境界条件を与えられたCOMPASSコードによるシミュレーションは上記の実験で起きたメゾスコピックな現象の理解を促進させると期待される。

This paper describes experimental analyses using SIMMER-III, which were precedently carried out for the integral verification of the COMPASS code. Two topics of key phenomena in CDAs were presented in this paper: fuel-pin disruption; and low-energy disrupted core motion. To analyze the fuel-pin disruption behavior, the CABRI-EFM1 and the CABRI-E7 in-pile experiments were selected. The SIMMER-III calculation was in good agreement with the overall fuel-pin disruption and dispersion behavior, which was characterized by a thermal pin-failure mode, observed in the CABRI-EFM1 experiment. A mechanical pin-failure mode observed in the CABRI-E7 experiment was also reasonably simulated. Under a low-energy disrupted core condition, significantly reduced melt penetration length was obtained in the THEFIS out-of-pile experiments. SIMMER-III well simulated the melt freezing and blockage behavior observed in the experiment.