再処理施設の高レベル廃液の蒸発乾固事故での気体状ルテニウムの凝縮水への移行速度に係る相関式の導出

Development of correlation of gaseous ruthenium transfer rate to condensed water in accident of evaporation to dryness by boiling of reprocessed high level liquid waste in Fuel Reprocessing Facilities

吉田 一雄 ; 玉置 等史 ; 吉田 尚生  ; 天野 祐希 ; 阿部 仁 

Yoshida, Kazuo; Tamaki, Hitoshi; Yoshida, Naoki; Amano, Yuki; Abe, Hitoshi

再処理施設では、重大な事故の一つとして貯槽中の高レベル放射性廃液が沸騰し、乾固に至る事故(蒸発乾固事故)が想定される。廃液の沸騰により硝酸及び水が蒸発することで濃縮が進むと気体状ルテニウム(Ru)が発生し、硝酸-水混合蒸気(以下、混合蒸気という)の凝縮に伴い凝縮液中に移行することが、実験で確認されている。貯槽から流出した混合蒸気は建屋内の構造物壁面で除熱され凝縮する。この際に気体状Ruは凝縮水に移行することが想定され、建屋内でのRuの移行量を定量化する上で、混合蒸気の凝縮過程でのRuの移行の定量的な模擬が重要である。このような観点から、気体状のRuを含む混合蒸気の凝縮に伴い気体状Ruの凝縮水への移行量を測定する実験が実施されている。本報では、この実験で得られたデータを基に、実測不能な実験装置内の蒸気流速等を熱流動解析結果から推定し、気体状Ruの凝縮水への移行速度に係る相関式を導出した結果について述べる。さらに、同相関式を実機規模の事故解析結果に適用し、Ruの凝縮水への移行量の評価を試みた。

An accident of evaporation to dryness by boiling of high level liquid waste is postulated as one of the severe accidents at a fuel reprocessing facility. It was observed at the experiments that a large amount of ruthenium (Ru) is volatilized and transfer to the vapor phase in the tank. The nitric acid and water mixed vapor released from the tank is condensed. Volatilized Ru is expected to transfer into the condensed water at the compartments in the building. Quantitative estimation of the amount of Ru transferred condensed water is key issues to evaluate the reduction the amount of Ru through leak path in the facility building. This report presents that a correlation has been developed for Ru transfer rate to condensed water with vapor condensing rate based on the experimental results and additional thermal-hydraulic simulation of the experiments. Applicability of the correlation has been also demonstrated with the accident simulation of typical facilities in full-scale.