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Analytical study on removal mechanisms of cesium aerosol from a noble gas bubble rising through liquid sodium pool

液体ナトリウムプール中を上昇する希ガス気泡におけるセシウムエアロゾルの除去メカニズムに関する解析的研究

宮原 信哉*; 河口 宗道; 清野 裕

Miyahara, Shinya*; Kawaguchi, Munemichi; Seino, Hiroshi

ナトリウム冷却高速炉の燃料ピン破損事故では、核分裂生成物であるセシウムがヨウ化物,酸化物の形態として希ガスのキセノンやクリプトンと共に放出される。本研究では、エアロゾル吸着とともに気泡の膨張と変形を計算するプログラムにより、慣性沈着,沈降,拡散によるセシウムエアロゾルの除去挙動を解析した。解析では、初期気泡径、ナトリウムプールの深さと温度、エアロゾル粒子径と密度、気泡内の初期エアロゾル濃度をパラメーターとして解析した。初期の気泡径が慣性沈着による除染係数(DF)に最も感度の高いパラメーターであると結論付けた。ナトリウムプールの深さ、エアロゾルの粒子径および密度もセシウムエアロゾルのDFに重要な影響を与えるが、ナトリウム温度はDFにわずかな影響しか与えないことも分かった。この解析結果を検証するために、ナトリウムプールを上昇する希ガス気泡からのセシウムエアロゾル吸着挙動を調べる実験を計画している。

In a postulated accident of fuel pin failure of sodium cooled fast reactor, a fission product cesium will be released as an aerosol such as cesium iodide and/or oxide together with xenon and/or krypton. In this study, cesium aerosol removal behavior due to inertial deposition, sedimentation and diffusion was analyzed by a computer program which deals with the expansion and the deformation of the bubble together with the aerosol absorption. Initial bubble diameter, sodium pool depth and temperature, aerosol particle diameter and density, initial aerosol concentration were changed as parameter. From the results, it was concluded that the initial bubble diameter was most sensitive parameter to the decontamination factor (DF). It was found that the sodium pool depth, the aerosol particle diameter and density have also important effect on the DF, but the sodium temperature has a marginal effect. To meet these results, the experiments are under planning to validate the results.

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