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RIMSを用いた「もんじゅ」用FFDLの信頼性向上に関する研究

Study on improving the reliability of FFDL for Monju using laser resonance ionization mass spectrometry (RIMS)

青山 卓史; 石川 高史; 岩田 圭弘; 伊藤 主税

Aoyama, Takafumi; Ishikawa, Takashi; Iwata, Yoshihiro; Ito, Chikara

ナトリウム冷却型高速炉の安全性の向上を目指して、レーザー共鳴イオン化質量分析法(RIMS)を用いた破損燃料位置検出(FFDL)手法の研究を進めている。RIMSは測定元素を選択的にイオン化し検出するため、微量レベル(pptオーダー)の同位体分析に適している。「常陽」ではキセノン(Xe)及びクリプトン(Kr)ガス(タグガス)を封入したカプセルの炉内クリープ破断実験にRIMSを適用し、カバーガス中のタグガス同位体比の分析によりRIMSがFFDLに適用できることを実証した。また、「常陽」で実施した燃料破損模擬試験にもRIMSを適用し、模擬破損ピンからカバーガスに移行したFPガスの分析に成功し、ガスの燃焼度推定による被疑破損燃料集合体の絞り込みに適用できる可能性を示した。次に、RIMSを用いたFFDLシステムの「もんじゅ」への適用性及びRIMSシステムの「もんじゅ」への設置について検討した。「もんじゅ」用FFDL条件におけるKr及びXeタグガス分析誤差を評価した結果、信頼度68%でタグガスを識別可能であり、RIMSが「もんじゅ」のFFDLに適用できることを確認した。また、設計したRIMS装置は、「もんじゅ」に既設の1次アルゴンガス系統などに接続可能であり、既存のFFDL装置と併設可能であることがわかった。

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