Results and progress of fundamental research on fission product chemistry; Progress report in 2015

核分裂生成物化学挙動の解明に向けた基礎研究の成果及び進捗; 2015年度進捗報告

逢坂 正彦  ; 三輪 周平  ; 中島 邦久  ; Di Lemma, F. G.*; 鈴木 知史 ; 宮原 直哉; 小畠 雅明  ; 岡根 哲夫  ; 鈴木 恵理子   

Osaka, Masahiko; Miwa, Shuhei; Nakajima, Kunihisa; Di Lemma, F. G.*; Suzuki, Chikashi; Miyahara, Naoya; Kobata, Masaaki; Okane, Tetsuo; Suzuki, Eriko

シビアアクシデント時の軽水炉内の各領域における核分裂生成物(FP)化学に関するデータベースの構築、及びそれらに基づくFP化学モデルの改良を目的として、2012年度よりFP化学挙動の解明に向けた基礎研究を開始した。研究成果は福島第一原子力発電所(1F)廃炉研究開発及び軽水炉安全性向上のための基礎的知見として反映する。1F特有の課題やソースターム関連研究における優先度を考慮して、FP挙動に与えるホウ素(B)放出速度及び熱水力条件の影響、構造材へのセシウム(Cs)化学吸着・反応挙動、FP化合物の熱力学及び熱物性データベースの拡充、及びFP挙動再現及びFP含有化合物の化学形直接測定のための実験・解析技術確立の4つの研究項目を設定した。本報告書は、FP化学挙動の解明に向けた基礎研究の2015年の研究成果及び進捗を述べるものである。2015年の成果として、FP放出移行挙動再現実験装置の導入を完遂したことが挙げられる。また、Cs化学吸着に関しての有用な基礎的知見を取得した。4つの研究項目に加えて、1F炉外サンプル分析によりFP挙動を評価するための試みについても検討した。

A fundamental research program on fission product (FP) chemistry has started since 2012 for the purpose of establishment of a FP chemistry database in each region of LWR under severe accident and improvement of FP chemical models based on the database. Research outputs are reflected as fundamental knowledge to both the research and development of decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F) and enhancement of LWR safety. Four research items have thus been established considering the specific issues of 1F and the priority in the source term research area, as follows: effects of boron (B) release kinetics and thermal-hydraulic conditions on FP behavior, cesium (Cs) chemisorption and reactions with structural materials, enlargement of a thermodynamic and thermophysical properties database for FP compounds and development of experimental and analytical techniques for the reproduction of FP behavior and for direct measurement methods of chemical form of FP compounds. In this report, the research results and progress for the year 2015 are described. The main accomplishment was the installation of a reproductive test facility for FP release and transport behavior. Moreover, basic knowledge about the Cs chemisorption behavior was also obtained. In addition to the four research items, a further research item is being considered for deeper interpretation of FP behavior by the analysis of samples outside of the 1F units.