France-Japan collaboration on severe accident studies in sodium-cooled fast reactors, 6; Molten core material relocation programs and associated model development

ナトリウム冷却高速炉のシビアアクシデント研究に関する日仏協力,6; 溶融炉心物質再配置プログラムと関連モデル開発

松場 賢一  ; 江村 優軌; 神山 健司  ; Johnson, M.*; Journeau, C.*

Matsuba, Kenichi; Emura, Yuki; Kamiyama, Kenji; Johnson, M.*; Journeau, C.*

溶融燃料-冷却材相互作用(FCI)は、ナトリウム冷却高速炉(SFR)のシビアアクシデント時に発生する重要な現象である。FCIの発生に伴う溶融燃料の微粒化は、原子炉内下部構造物への溶融ジェットの衝突による溶融浸食を回避するために必要であるとともに、長期的な熱除去のためのデブリベッドの初期状態を決定づける要因である。SFR条件下で発生するFCIに関する理解を深め、評価モデルを開発するため、原子力機構(JAEA)とCEAは、JAEAが有するMELT試験施設で実施された溶融ステンレス鋼-ナトリウム相互作用試験で得られた結果の共同解釈を実施した。この共同研究を通じて、FCIの実験的解明とそれを支えるモデルにより、溶融ジェットの微粒化とデブリ形成のメカニズムを含むFCI挙動に関する理解を深めることができた。

Fuel-coolant interaction (FCI) is an important phenomenon occurring in the event of severe accidents in sodium-cooled fast reactors (SFRs) as fragmentation of the molten fuel is necessary to avoid direct jet impingement and ablation of the lower structures, while also dictating the initial condition of the debris bed for long term heat removal. To deepen the understanding on FCI occurring under realistic SFR conditions and develop supporting models, JAEA and CEA have carried out experimental studies and conducted a joint interpretation of results obtained during molten stainless steel-sodium interaction experiments performed at the JAEA's MELT facility. Through this collaboration, experimental investigation of FCIs and supporting models have enabled an improved understanding of the evolution of the FCI, including the mechanism of jet breakup and subsequent debris formation.