再処理施設の高レベル廃液蒸発乾固事故のMELCORを用いた施設内の熱流動解析モデルの検証

Verification of analytical model of MELCOR code for accident of evaporation to dryness by boiling of reprocessed high level liquid waste

吉田 一雄 ; 桧山 美奈*; 玉置 等史 

Yoshida, Kazuo; Hiyama, Mina*; Tamaki, Hitoshi

再処理施設の過酷事故の一つである高レベル放射性廃液貯槽の冷却機能喪失による蒸発乾固事故では、沸騰により廃液貯槽から発生する硝酸-水混合蒸気とともにルテニウム(RuO)の揮発性の化学種が放出される。このためリスク評価の観点からは、Ruの定量的な放出量の評価が重要な課題である。揮発性Ruは施設内を移行する過程で床面に停留するプール水中の亜硝酸によって化学吸収が促進されることが想定され、施設内の硝酸-水混合蒸気の凝縮水量がRuの施設内での移行に重要な役割を担う。当該事故の施設内の熱流動解析では、水の熱流動を解析対象とするMELCORコードを用いている。解析では、凝縮の支配因子である蒸発潜熱が、事故時での施設内の温度帯域で同程度であることから硝酸をモル数が等しい水として扱っている。本報では、この解析モデルの妥当性を確認するために、MELCORの制御関数機能を用いて硝酸-水混合蒸気を水蒸気で近似することによって生じる誤差を補正する解析モデルを作成し解析を実施し補正効果を比較することで従来の解析モデルの妥当性を確認した。その結果、補正解析モデルの適用によって各区画のプール水量の分布は変化するものの施設内のプール水量の総和には影響しないことを確認した。

An accident of evaporation to dryness by boiling of high-level radioactive liquid waste (HLLW) is postulated as one of the severe accidents caused by the loss of cooling function at a fuel reprocessing plant. In this case, volatile radioactive materials, such as ruthenium (RuO) are released from the tanks with water and nitric-acid mixed vapor into the atmosphere. Accurate quantitative estimation of released Ru is one of the important issues for risk assessment of those facilities. RuO is expected to be absorbed chemically into water dissolving nitrous acid. Condensation of mixed vapor plays an important role for Ru transporting behavior in the facility building. The thermal-hydraulic behavior in the facility building is simulated with MELCOR code. The latent heat, which is a governing factor for vapor condensing behavior, has almost same value for nitric acid and water at the temperature range under 120 centigrade. Considering this thermal characteristic, it is assumed that the amount of nitric acid is substituted with mole-equivalent water in MELCOR simulation. Compensating modeling induced deviation by this assumption have been assembled with control function features of MELCOR. The comparison results have been described conducted between original simulation and modified simulation with compensating model in this report. It has been revealed that the total amount of pool water in the facility was as same as both simulations.