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Fundamental experiments of jet impingement and fragmentation simulating the fuel relocation in the core disruptive accident of sodium-cooled fast reactors

ナトリウム冷却高速炉の炉心崩壊事故時の再配置過程を模擬したジェット衝突と微細化の基礎的試験

今泉 悠也; 神山 健司; 松場 賢一; 磯崎 三喜男; 鈴木 徹; 江村 優軌

Imaizumi, Yuya; Kamiyama, Kenji; Matsuba, Kenichi; Isozaki, Mikio; Suzuki, Toru; Emura, Yuki

SFRの炉心崩壊事故における再配置過程を模擬するため、低融点合金を低水深水プール中に落下させた。なおここで、ノズル出口と底板の距離は、微細化を起こすには不十分だと考えられる距離に設定された。実験の結果、融体は底板に衝突した後、底板に沿って全方向に広がる様子が観察された他、底板上の温度は融体の分散につれ急低下していることが確認された。この結果により、融体の微細化と急冷は、底板の存在により促進されたことが示唆され、さらに、この促進現象は融体が底板上での分散により強制的に接触表面積が増加したことによるものであると考察した。また、試験後には顕著に微細化したデブリが観察されたが、これは、融体と水の界面にて微細な蒸気泡が生成されたことにより形成されたものと考えられる。

In order to simulate the typical accident conditions of the fuel relocation phase in SFRs, the molten alloy of low melting point was discharged into a shallow water pool. The distance between the nozzle exit and the bottom plate was set to a value which was indicated to be insufficient to fragment. As the experimental result, the melt jet reached the bottom plate, and dispersed in all directions along the plate, together with the progress of fragmentation. In addition, the melt temperature on the bottom plate decreased rapidly along the radius direction. These results suggest that the fragmentation which would accompany this rapid cooling would be enhanced by the plate. This enhancement would be caused by the extension of the melt-water interface when the melt was dispersed forcibly by the plate. The solidified debris remained after the discharge showed remarkable fragmentation which was assumed to be caused by the formations of small vapor bubbles in the interface.

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