Boron effects on fission product behavior under severe accident conditions

過酷事故条件における核分裂生成物挙動に与えるホウ素の影響

三輪 周平  ; Di Lemma, F. G.; 中島 邦久  ; 逢坂 正彦  

Miwa, Shuhei; Di Lemma, F. G.; Nakajima, Kunihisa; Osaka, Masahiko

過酷事故時に溶融崩落したBWR制御材からのホウ素(B)の放出及び、それがセシウム(Cs)及びヨウ素(I)の化学挙動に与える影響を評価するための基礎研究を実施している。溶融崩落時のBWR制御材からのB放出速度の変化を考慮して化学平衡計算によりCs及びIに与えるBの影響を予測した結果、水蒸気欠乏雰囲気における安定なFe-B合金の形成に起因してB放出割合が低下し、CsBO及びガス状ヨウ素の生成が抑制される可能性があることがわかった。この予測結果を検証するために基礎的な実験・解析研究を開始しており、炭化ホウ素/ステンレス鋼/ジルカロイ反応生成物からのB放出挙動の評価、複雑なCs-B-O系化合物の熱力学特性及び相状態の評価を進めている。また、FP放出移行再現実験を実施することにより、これらの評価結果を検証する予定である。

The basic studies have been performed for the evaluation of boron (B) release from the degraded BWR control rod material and its effect on cesium (Cs) and iodine (I) chemistry during a severe accident. The B effect on Cs and I chemistry was evaluated by thermal equilibrium calculation considering the change in B release behavior under the degradation of BWR control rod material. Results shows that The generation of gaseous iodine as well as CsBO could be suppressed under a steam-starvation atmosphere because of a lower B release fraction owing to the possible formation of stable iron Fe-B alloys. In response to this prediction result, the basic experiments and analyses are underway. The B release behavior from the boron carbide/stainless steel/Zircaloy reaction products, the thermochemical properties and phase states of complex Cs-B-O compounds are being studied. For the validation of all these evaluation results, reproductive test for FP release and transport will be performed.