The Criteria of flushing phenomena under microwave heating

マイクロ波加熱下での突沸現象発生条件

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

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

日本ではマイクロ波加熱脱硝(MH)法により、使用済み燃料から回収したU-Pu混合硝酸溶液からU-Pu混合酸化物(MOX)粉末が得られる。このMH法によって得られたMOX粉末はFBR用MOX燃料として利用される。MH法では沸騰現象が伴うことから、将来に向けた量産規模の脱硝技術開発には、突沸及び噴きこぼれを避ける運転条件を把握する必要がある。そこで本研究では、マイクロ波加熱時の沸騰現象の解明を目的とし、解明への第一ステップとして蒸留水を用いた実験を実施した。突沸は単一気泡の発生がトリガーとなって突沸に発生に至ることが観測された。また、突沸現象の発生限界は、液体に吸収される熱量と液面から放出される熱量に相関することが明らかとなった。

In the Microwave Heating de-nitration method developed in Japan, a mixed solution of uranyl nitrate and plutonium nitrate recovered from the spent fuel in the reprocessing plant is converted directly to mixed oxide (MH-MOX) powder. This MH-MOX powder is utilized to fabricate MOX fuel with UO powder for FBR. The MH method is accompanied with transient boiling phenomena such as overflow and flushing. Toward high-speed and high-capacity conversion by MH-method in the future, it is required to avoid overflow and flushing and to understand optimal design conditions for design and operation. At the first step for these objectives, basic knowledge of transient boiling phenomena by the MH-method has been acquired with using distilled water. It was observed that generation of singular bubble triggered flushing and distilled water just before flushing was superheated by a temperature 10 degrees centigrade higher than boiling temperature. Based on these results, it is clarified that the occurrence criteria of flushing correlate with absorbed power in the water and released power from the water surface.