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An Experimental study on the fragmentation and accompanying cooling behaviors of a simulated molten oxide fuel penetrating into a sodium pool

ナトリウム中における溶融炉心模擬物質の微粒化及び冷却挙動に関する試験研究

松場 賢一; 神山 健司; 豊岡 淳一; Zuev, V. A.*; Kolodeshnikov, A. A.*

Matsuba, Kenichi; Kamiyama, Kenji; Toyooka, Junichi; Zuev, V. A.*; Kolodeshnikov, A. A.*

ナトリウム中に流出した液柱状の溶融炉心物質の微粒化及びそれに伴う冷却挙動を解明するため、溶融炉心模擬物質として溶融アルミナを用いた炉外試験の結果を分析した。本分析の結果、溶融アルミナの液柱はナトリウム中を数十センチメートル程度の距離まで浸入すると微粒化によって崩壊するが、スティール構造物に与える熱的負荷を無視できる程度まで冷却されるためには、液柱崩壊までの距離(微粒化距離)に加え、有意な冷却距離を要することを把握した。すなわち、原子炉容器内下部構造への熱負荷低減の観点からは、微粒化距離のみならず冷却距離の評価が必要である。

To clarify jet fragmentation and accompanying cooling behaviors of molten core materials discharged into sodium, results of the out-of-pile experiments with a simulant material (Al$$_{2}$$O$$_{3}$$) were analyzed. The results clarified that while Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ jets were entirely fragmented into smaller particles during their penetration to several tenths of a meter in depth of sodium, an additional significant distance was needed to cool down the particles to the degree that thermal loading on the steel structures could be neglected. Based on the results, it is concluded that in terms of the reduction of thermal load on the lower structures in the reactor vessels, the cooling distance after fragmentation should be treated.

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