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SNL/JAEA collaboration on sodium fire benchmarking

SNL/JAEAによるナトリウム燃焼の共同ベンチマーク解析

Clark, A. J.*; Denman, M. R.*; 高田 孝; 大島 宏之

Clark, A. J.*; Denman, M. R.*; Takata, Takashi; Ohshima, Hiroyuki

サンディア国立研究所(SNL)と原子力機構(JAEA)においてナトリウム燃焼解析コードCONTAIN-LMR(SNL)並びにSPHINCS(JAEA)を用いた共同ベンチマークを実施した。解析対象はSNLで実施されたスプレイ燃焼実験(T3/T4)であり、漏えいナトリウム量20kg、ナトリウム温度200$$^{circ}$$C(T3)、500$$^{circ}$$C(T4)である。実験ではナトリウムの部分的失火(T3)、外部ポートの破損(T4)と現象的にベンチマークが難しいが両コードとも概ね妥当な結果が得られた。SPHINCSコードではプール上に蓄積されたナトリウム燃焼のモデルがCONTAIN-LMRに比べ高精度であるため、T3実験において実験後半の再現性はCONTAIN-LMRよりも良い結果であった。

Two sodium spray fire experiments performed by Sandia National Laboratories (SNL) were used for a code-to-code comparison between CONTAIN-LMR and SPHINCS. Both computer codes are used for modeling sodium accidents in sodium fast reactors. The comparison between the two codes provides insights into the ability of both codes to model sodium spray fires. The SNL T3 and T4 experiments are 20 kg sodium spray fires with sodium spray temperatures of 200$$^{circ}$$C and 500$$^{circ}$$C, respectively. The vessel in the SNL T4 experiment experienced a rapid pressurization that caused of the instrumentation ports to fail during the sodium spray. Despite these unforeseen difficulties, both codes were shown in good agreement with the experiments. SPHINCS showed better long-term agreement with the SNL T3 experiment than CONTAIN-LMR. The unexpected port failure during the SNL T4 experiment presented modelling challenges.

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