核分裂生成物化学挙動の解明に向けた基礎基盤研究,4; 炉内冷却系移行時におけるホウ素の化学挙動の評価

Fundamental research on fission product chemistry, 4; Evaluation of Boron chemical behavior during transport in reactor coolant system

三輪 周平  ; 宮原 直哉; 堀口 直樹   ; 井元 純平 ; 中島 邦久  ; 逢坂 正彦  

Miwa, Shuhei; Miyahara, Naoya; Horiguchi, Naoki; Imoto, Jumpei; Nakajima, Kunihisa; Osaka, Masahiko

軽水炉シビアアクシデント時に、炉内冷却系等高温部においてBWR制御材ホウ素がセシウムやヨウ素等に与える化学的な影響を明らかにすることを目的に、制御ブレード溶融化合物形態を考慮したホウ素放出挙動や雰囲気の影響を考慮して、冷却系移行時のホウ素の化学形変化や凝縮等の化学挙動を予測した。その結果、水蒸気雰囲気において、ホウ素はホウ酸等の化合物として大部分が低温部に移行していく一方、水蒸気欠乏雰囲気下においては、制御ブレード溶融時に形成する安定なホウ化鉄化合物によりホウ素の放出量が低下し、酸化ホウ素やセシウム化合物を形成して冷却系高温部で凝縮する等により低温部への移行量が低下することが分かった。

The chemical behavior of boron compounds such as chemical reaction and condensation during their transport in a reactor coolant system under severe accident conditions was estimated considering effects of Boron release kinetics from control blade melts and atmosphere for evaluation of boron effects on the cesium and iodine chemistry. The most of boron is transported as boric acid to the lower temperature region of a reactor coolant system in steam atmosphere. On the other hand, the release of boron from control blade is suppressed in steam-starvation atmosphere due to the formation of stable iron borate, and the chemical forms of boron during transport becomes boron oxide and cesium borate, which lead to a suppression of transport to the lower temperature region due to their condensation at higher temperature.