Reaction calculation of liquid-depth effect on radiolytic hydrogen generation by using a one-dimensional model

一次元反応モデルを用いた放射線分解による水素発生の液深効果の反応計算

Thwe Thwe, A.  ; 永石 隆二 ; 古川原 崚; 伊藤 辰也  

Thwe Thwe, A.; Nagaishi, Ryuji; Furukawahara, Ryo; Ito, Tatsuya

福島第一原子力発電所(1)F等の原子力発電所の廃炉プロセスで水分を含んだ放射性物質の保管における水素の安全性を図るためには、水の放射線分解による水素発生に関する実験的な研究だけでなく数値解析的な研究も重要である。これまでに、海水塩、液深、液温等の影響に関する実験、液体の流動の影響に関する計算等、1Fの廃止措置に密接に関係する研究を行ってきた。本研究では、オープンソースソフトウェアCANTERAに基づく鉛直方向の一次元の反応モデルを用いて、水素発生に対する液深効果に関する反応計算を行った。その液深効果を解析的に再現するには、鉛直方向の反応セルの分割が重要であることが分かった。ここで、その分割数を増やすと、吸収線量に対する水素発生量の増加の傾き(水素発生G値を表す)が小さくなり、実験結果に近づいた。ただし、その数が100を超えると、現在の実験条件および計算条件では計算結果が過小評価されてしまった。

For hydrogen safety in the storage of wet radioactive materials under the decommissioning process of nuclear power stations including 1F, not only the experimental but also analytical studies on hydrogen generation from water radiolysis are important. Until now, we have conducted those closely related to the 1F decommissioning by the experiments for the effects of seawater salts, liquid depth and temperature, and by the calculations for the effect of liquid flow. In this study, we calculated the liquid-depth effect on hydrogen generation by using a one-dimensional reaction model in the vertical direction based on the open-source software CANTERA. The division of reaction cells was found to be important. As the division number increased, the slope of the increase in the amount of hydrogen generated with respect to the absorbed dose became smaller, approaching to the experimental results. However, when the number exceeded 100, the calculation results were underestimated under the current experimental and calculation conditions.