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論文

Detailed analyses of key phenomena in core disruptive accidents of sodium-cooled fast reactors by the COMPASS code

守田 幸路*; Zhang, S.*; 越塚 誠一*; 飛田 吉春; 山野 秀将; 白川 典幸*; 井上 方夫*; 油江 宏明*; 内藤 正則*; 岡田 英俊*; et al.

Nuclear Engineering and Design, 241(12), p.4672 - 4681, 2011/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:30.73(Nuclear Science & Technology)

2005年から開始した研究プロジェクトでナトリウム冷却高速炉(SFR)の炉心損傷事故(CDA)の重点現象を詳細解析するためにMPS法に基づいたCOMPASSコードを開発している。その着目現象とは、燃料ピン破損・崩壊,溶融プール沸騰,融体固化・閉塞挙動,ダクト壁破損,低エネルギー崩壊炉心の運動,デブリベッド冷却性,金属燃料ピン破損を含んでいる。これらの主要現象に対して、COMPASSの検証研究が進められている。この論文では、幾つかの着目現象に対するCOMPASSによる詳細解析結果をまとめた。本結果は、COMPASSコードがSFRのCDAの重要現象を理解及び解明するのに有用であることを示している。

論文

COMPASS code development; Validation of multi-physics analysis using particle method for core disruptive accidents in sodium-cooled fast reactors

越塚 誠一*; 守田 幸路*; 有馬 立身*; 飛田 吉春; 山野 秀将; 伊藤 高啓*; 内藤 正則*; 白川 典幸*; 岡田 英俊*; 上原 靖*; et al.

Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-8) (CD-ROM), 11 Pages, 2010/10

本論文では、COMPASSコード開発の2009年度成果を報告する。融体固化・閉塞形成,金属燃料の共晶反応,ダクト壁破損(熱流動解析),燃料ピン破損、及びダクト壁破損(構造解析)に関する検証計算が示される。位相計算,古典及び第一原理分子動力学研究は金属燃料とスティール及び制御棒材料とスティールの共晶反応の物性を調べるために用いられた。粒子法の基礎研究やSIMMER計算もまたCOMPASSコード開発に役立った。COMPASSは、SIMMERコードで用いられている実験相関式の基盤を明らかにするものと期待される。SIMMERとCOMPASSの結合はCDAの安全評価並びに炉心設計最適化に有効になるだろう。

論文

Detailed analyses of specific phenomena in core disruptive accidents of sodium-cooled fast reactors by the COMPASS code

守田 幸路*; Zhang, S.*; 有馬 立身*; 越塚 誠一*; 飛田 吉春; 山野 秀将; 伊藤 高啓*; 白川 典幸*; 井上 方夫*; 油江 宏明*; et al.

Proceedings of 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18) (CD-ROM), 9 Pages, 2010/05

2005年から開始した5年間の研究プロジェクトで、ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷事故特有の現象を詳細解析するためにMPS法に基づいたCOMPASSコードを開発している。その特有の現象とは、(1)燃料ピン破損・崩壊,(2)溶融プール沸騰,(3)融体固化・閉塞挙動,(4)ダクト壁破損,(5)低エネルギー崩壊炉心の運動,(6)デブリベッド冷却性,(7)金属燃料ピン破損を含んでいる。これらの主要現象に対して、COMPASSの検証研究が進められている。この論文では、幾つかの特有現象に対するCOMPASSによる詳細解析結果をまとめた。

報告書

ナトリウム・水反応挙動解析コードSIMMER-SWの整備(2)

白川 典幸*; 堀江 英樹*; 松宮 寿人*; 井上 方夫*

JNC-TJ9440 99-009, 195 Pages, 1999/03

JNC-TJ9440-99-009.pdf:5.93MB

蒸気発生器(SG)伝熱管の合理的な設計基準水リーク率(DBL)を選定するためには、高温ラプチャによる伝熱管の破損伝播の可能性を定量的に評価する必要がある。このためには、(1)伝熱管からの水のブローダウン解析モデル(2)伝熱管の高温ラプチャモデル(構造/破壊力学モデル)(3)反応領域温度分析解析のためのナトリウム-水反応ジェットモデルの開発が必要である。本件では上記のうち伝熱管破損事故解析において、もっとも基礎的と考えられる(3)に焦点を絞り、高速炉安全性解析コードSIMMER-III(2次元版)をリファランスコードとして、これにナトリウム-水反応に関する化学反応モデルを組み込み、ナトリウム-水反応によるエネルギー発生、および反応生成物の発生をモデリングした。改修したSIMMER-IIIをSIMMER-SWとよぶ。本件では、以下の諸項目を実施した。-化学反応モデルのコーディングと1セル問題による機能検証-管群圧損モデルのコーディングと機能検証-管群体系入力作成のためのプリプロセッサーのコーディング-状態方程式と熱物性のデータ作成-リーク孔からのジェットとナトリウムの相互作用に関する検討-熱電対モデルの作成-SWAT1/P06試験の解析-SWAT3/Run19試験の解析得られた知見は以下のとおりである。-2次元性が強いSWAT1/P06試験の解析では実験を少なくとも定性的には再現した。-熱電対モデルは、ナトリウム・水反応のように多くの成分が関って温度計測値が得られている場合には、とくに有用である-ここで採用した化学反応モデルに関する限り、化学反応定数Kは0.01$$<$$K$$<$$0.1程度である。-SWAT3/Run19試験の解析においては管群圧損の効果は小さくない。-3次元効果を考慮する必要があるSWAT3/Run19解析は、現状では実験を模擬できていない。

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