Study on flushing phenomena by microwave heating

マイクロ波加熱による突沸現象の研究

八巻 辰徳*; 金子 暁子*; 阿部 豊*; 瀬川 智臣 ; 川口 浩一  ; 山田 美一 ; 鈴木 政浩 ; 藤井 寛一*

Yamaki, Tatsunori*; Kaneko, Akiko*; Abe, Yutaka*; Segawa, Tomoomi; Kawaguchi, Koichi; Yamada, Yoshikazu; Suzuki, Masahiro; Fujii, Kanichi*

核燃料サイクルにおける脱硝転換工程では、マイクロ波加熱直接脱硝法により使用済み燃料の再処理溶液(硝酸プルトニウム・ウラン混合溶液)からMOX(UO+PuO)原料粉末を製造している。従来の平皿容器に比べて高速・大容量が期待された円筒容器では、マイクロ波加熱時に突沸による噴き零れ現象が発生したことから、これらマイクロ波加熱時の突沸及び噴き零れのメカニズムを解明するために研究を行った。容器直径と初期液位の関係を調べた結果、マグネトロン出力が一定の場合、容器の直径が小さく、液位が高いほど突沸が発生しやすいことがわかった。また、突沸直前は過加熱状態にあることを確認した。

To use recovered uranium and plutonium as raw material of nuclear fuel, reprocessing solution (uranium and plutonium mixed nitrate solution) of the spent nuclear fuel is converted to uranium and plutonium mixed oxide (MOX) powder. Microwave heating direct denitration method is one of such methods to convert nitrate solution to MOX powder. The cylindrical denitration vessel can be expected to realize high-speed and high-capacity processing against traditional shallow vessel. Flushing and overflow phenomena of solution have been confirmed in cylindrical vessel. The research was conducted in order to clarify mechanism of the flushing and overflow phenomena during microwave heating. It was found that there was tendency of flushing in the case of short vessel diameter and high initial water level when magnetron power was constant. It was confirmed that the liquid temperature just before flushing was superheat.