SAS4A analyses of CABRI in-pile experiments simulating unprotected-loss-of-flow accidents in SFRs

SFRにおけるULOFを仮定したCABRI炉内試験のSAS4A解析

今泉 悠也 ; 深野 義隆  

Imaizumi, Yuya; Fukano, Yoshitaka

SFRにおける炉心崩壊事故の起因過程を解析するコードとして開発されたSAS4Aコードは、今後安全審査においても採用される可能性があり、また実験的知見による妥当性確認が行われる必要がある。そこで本研究では、国際共同CABRIプロジェクトによる実験結果を使用して、本コードの妥当性確認を行った。なお本研究で妥当性確認の対象としたCABRIの3試験は全て、中程度の燃焼度(6.4at%)の中空燃料について行われたものである。ここでは、SFRにおけるULOFの条件を模擬するため、流量減少(LOF)及び過渡過出力(TOP)により構成された過酷な印加条件が与えられた。TOPが印加されたタイミングは、冷却材温度が沸点近傍に達した時点、あるいは被覆管溶融の数秒後であった。解析の結果、冷却材沸騰のタイミング、沸騰中のボイド領域拡大、溶融燃料の移動・再凍結挙動などについて、CABRIの試験結果との良好な一致が得られた。本解析の結果、SAS4Aモデルの冷却材沸騰及び再配置モデルについての妥当性確認がなされた。

SAS4A is the code which has been developed to analyze the initiation phase of the core-disruptive accident in SFRs. The code of which can be adopted in a safety licensing needs to be validated through the experimental results. In this study, the code was validated by the experimental results of CABRI project which was conducted in the framework of international collaboration. The selected three CABRI tests of this validation target were all conducted using annular fuel pellets with middle burn-up (6.4 at%). Severe conditions consisted of loss of flow (LOF) and transient overpower (TOP) was imposed in the tests to reproduce similar conditions when unprotected-loss-of-flow (ULOF) occurred in SFRs. The TOP were imposed when coolant temperature reached around the boiling point or several seconds after the cladding melting. The results of the SAS4A analyses agreed well with the CABRI results such as the timing of coolant boiling, voiding extension during the coolant boiling, and the relocation and refrozen behaviors of the molten fuel. Consequently, the coolant boiling and fuel relocation models of SAS4A were validated by these analyses.