Chemical form consideration of released fission products from irradiated fast reactor fuels during overheating

過熱時の照射済高速炉燃料からの放出FPの化学形に関する考察

佐藤 勇; 田中 康介  ; 小山 真一  ; 松島 健一*; 松永 純治*; 平井 睦*; 遠藤 寛*; 羽賀 一男*

Sato, Isamu; Tanaka, Kosuke; Koyama, Shinichi; Matsushima, Kenichi*; Matsunaga, Junji*; Hirai, Mutsumi*; Endo, Hiroshi*; Haga, Kazuo*

高速炉シビアアクシデントの加熱条件を模擬した実験が照射燃料を用いて、これまでに行われている。本研究では、照射燃料に含まれている核分裂生成物(FP)の化学形を熱化学的平衡計算で評価した。温度2773Kと2993Kでは、Cs, I, Te, Sb, Pd及びAgのほとんどは気体状の成分でである。CsとSbは温度勾配管(TGT)で検出されているが、その化学形としては元素状Cs, CsI, CsMoO, CsO及び元素状Sb, SbO, SbTeと推測される。実験結果と計算結果を比較すると、CsIは熱化学的に振る舞い、TGTで捕捉されるが、一方で、元素状Csは微粒子状で移動する傾向にある。気相のFPの移動挙動は、熱化学的のみならず、粒子動力学にも従うものと考えられる。

Experiments simulating overheating conditions of fast reactor severe accidents have been previously carried out with irradiated fuels. For the present study, the chemical forms of the fission products (FPs) included in the irradiated fuels were evaluated by thermochemical equilibrium calculations. At temperatures of 2773 K and 2973 K, the most stable forms of Cs, I, Te, Sb, Pd and Ag are gaseous compounds. Cs and Sb detected in the thermal gradient tube (TGT) in the experiments can take gaseous chemical forms of elemental Cs, CsI, CsMoO, CsO and elemental Sb, SbO, SbTe, respectively. By comparing experimental results and the estimations, it is seen CsI thermochemically behaves in a manner that traps it in the TGT, while elemental Cs trends to move as fine particles. The moving behavior of the gaseous FPs will obey not only thermochemical principles, but also those of particle dynamics.