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再処理施設の廃液沸騰事故でのエアロゾル移行挙動に影響する気体の熱力学物性値の推定

Estimation of thermodynamic properties of gases affecting aerosol transport behaviors in boiling accident of reprocessed liquid wastes at fuel reprocessing facilities

吉田 一雄; 石川 淳

Yoshida, Kazuo; Ishikawa, Jun

再処理施設では、長時間の全交流電源の喪失による放射性廃液を内包する貯槽の冷却機能の喪失で、廃液が沸騰する事故が想定される。この事故では、放射性物質は沸騰により発生する蒸気等に搬送され施設外へ移行すると考えられ、事故影響を評価するうえでは、貯槽を含めた施設内でのエアロゾルの挙動を解析する必要がある。再処理施設の沸騰事故では、エアロゾルが移行する施設内の雰囲気が空気や水蒸気だけでなく、沸騰事故に特有の硝酸蒸気及びNOxで構成されるため、エアロゾルの移行挙動に影響するこれらの気体の粘性係数、拡散係数等の物性値が移行挙動解析に不可欠である。本報では、エアロゾルの移行挙動にかかわる気体の物性値の取り扱いについて、原子炉施設のシビアアクシデント解析のために開発された既存の計算コードを調査するとともに、これらの計算コードを再処理施設の当該事故に適用するために必要となる硝酸蒸気及び、NOxガスのうち二酸化窒素及び四酸化二窒素の粘性係数の推算を試みた。その結果をもとに粘性係数の推奨値について考察した結果を示す。

Boiling accidents of liquid wastes are postulated to be occurred caused by the loss of cooling function for waste storage tanks at fuel reprocessing facilities. Some amounts of radioactive materials could be released from facilities caused by vapor flow. Aerosol behaviors in compartments of facility building are essential to be analyzed for assessing amount of released radioactive materials. The atmosphere in the compartments consists of not only air and water vapor, but also HNO$$_{3}$$ vapor and NOx gases. Properties of viscosities, diffusion coefficients of those gases are necessary to simulate aerosol transport behaviors. The major simulation models for aerosol transport behaviors programmed in the exciting computer codes for severe accidents analysis of nuclear power plants are reviewed in this report to clarify essential thermodynamic properties. Viscosities are estimated for HNO$$_{3}$$, NO$$_{2}$$ and N$$_{2}$$O$$_{4}$$. Recommended values are discussed for applying those existing code to boiling accident.

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