シビアアクシデント時の燃料破損・溶融過程解析手法の高度化,1-7; 凝固モデル整備

Advanced multi-scale modeling and experimental tests on fuel degradation in severe accident conditions, 1-7; Development of solidification model

佐藤 拓未 ; 平田 直哉*; 及川 勝成*; 永江 勇二 ; 倉田 正輝 

Sato, Takumi; Hirata, Naoya*; Oikawa, Katsunari*; Nagae, Yuji; Kurata, Masaki

本研究では、破損・溶融燃料の凝固時の成分偏析, マクロ偏析に関して、凝固時の冷却速度と溶融物流れを考慮した解析モデルを整備している。溶融燃料凝固時における、凝固界面での溶質元素の固相・液相間の分配にScheilモデルを導入し、CALPHADで計算した液相線温度・分配係数といった熱物性値を用いることにより、凝固挙動・溶質分配挙動を再現した。溶融燃料酸化物における、マクロ偏析挙動を予測するとともに、冷却条件を変更することで、凝固速度や熱・溶質対流が変化し、最終的にマクロ偏析挙動をに与える影響を予測した。

Macroscopic segregation of molten core and melted components occurs with slow cooling rate in the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants. The solidification model considering macroscopic segregation of molten core and melted components was developed in order to predict distribution of core elements. In this study, solidification and microscopic segregation were simulated with the Scheil model using thermal properties calculated by Thermo-calc. We estimated segregation behavior of molten core and investigated an influence of cooling conditions on macroscopic segregation.