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中桐 俊男; 加藤 一憲*; 宮原 信哉
JNC TN9400 2003-069, 181 Pages, 2003/07
JNC-TN9400-2003-069.pdf:3.96MB
被曝評価上重要な揮発性核分裂生成物(揮発性FP)のうち、セシウム(Cs)ヨウ素(I)、について、ナトリウム(Na)プール燃焼時及び非平衡蒸発時の気相中への放出挙動、及びそれらの混合エアロゾルの減衰挙動を明らかにするための実験を行い、解析コード(SPMコード、ABC-INTGコード)による計算結果と比較した。今回の実験及び解析から得られた主な知見及び成果を以下に示す。(1) 今回測定されたナトリウムプール燃焼時のナトリウム、セシウム、ヨウ素のナトリウムプールから気相中への放出量は、ナトリウムプール温度の上昇と共に単調に増加することが分かったが、SPMコードによる計算結果では、実験結果ほど明確なナトリウムプール温度に対する依存性は確認できなかった。(2) 今回測定されたナトリウムプール燃焼時、及び非平衡蒸発時のナトリウムプールによるセシウム、ヨウ素の保持係数は平衡蒸発時の保持係数よりも大きく、ナトリウムプールに保持されやすいことが分かった。(3) 混合エアロゾル中のナトリウムとセシウム、ヨウ素との重量比は、濃度の減衰過程で変化せず、ナトリウムと揮発性FPとの混合エアロゾル挙動評価には従来の単一成分エアロゾル挙動の評価手法が適用できることを確認した。(4) 今回の試験では、ガス状ヨウ素は検出されなかったが、熱力学的検討により、ガス状ヨウ素の生成の可能性が示され、過去の実験結果を定性的に説明できる可能性のあることが分かった。
二神 敏; 大野 修司; 加藤 一憲*
JNC TN9400 2003-067, 168 Pages, 2003/06
JNC-TN9400-2003-067.pdf:13.7MB
ナトリウムの小規模漏えい時の床上堆積物拡がり挙動と床ライナ温度挙動に関する基礎的知見を取得するための実験(Run-F7シリーズ)及び高湿分条件下での床ライナ材腐食挙動に着目した実験(Run-F8シリーズ)を平成10年から実施してきた。両実験シリーズではそれぞれナトリウム漏えい率及び供給空気の湿分濃度を主要パラメータとしてそれらの影響を調べているが、その最終実験として、(1) Run-F7-4(平成12年6月28日実施) (2) Run-F8-2(平成12年1月26日実施)を実施した。本実験結果及びこれまでのRun-F7、Run-F8シリーズの結果から、ナトリウム小規模漏えい(10kg/h程度)に対する以下の結論を得た。・受け皿の最高温度はナトリウム漏えい率の低下につれて低くなる傾向である。また、漏えい高さ、湿分ともに受け皿最高温度を上昇させる要因となる。・堆積物の拡がりについては、漏えい初期には時間にほぼ比例して拡がるが、漏えい期間中に拡がりが停止する。また、最終拡がり面積はナトリウム漏えい率にほぼ比例する。・受け皿の腐食減肉量測定値や材料分析結果によれば、4.6.4.8%と夏の高湿分条件を模擬した条件においても、減肉速度の比較的遅いNaFe複合酸化型腐食が支配的であったと考えられ、堆積物中の化合物分析結果もまた、溶融塩型腐食の発生しにくい環境であることを示唆していた。
大野 修司; 石川 浩康; 加藤 一憲*; 宮原 信哉; 荒 邦章
JNC TN9400 99-081, 74 Pages, 1999/10
プール状の燃焼ナトリウムを窒素で消火すると、未燃焼ナトリウムを含む燃焼生成物は常温においても空気雰囲気中で再着火する場合がある。本実験研究はこの再着火が生じる原因を解明し再着火防止策を提示することを目的として行ったものである。内径70mm、長さ300mmの耐熱ガラス製容器内で約1gのナトリウムを燃焼させて、燃焼および消火雰囲気中の酸素と湿分および二酸化炭素の濃度をパラメータとした実験を実施した。現象の観察、再着火温度の測定、燃焼生成物の観察と分析を行った結果、以下の知見を得た。(1)純窒素で消火した場合、常温(50
)では再着火は生じなかった。しかし、消火用窒素に1%程度以上の酸素が混入した場合に常温で再着火が生じた。(2)酸素が混入した窒素で消火した場合でも、冷却後に湿分と二酸化炭素を用いて燃焼生成物を安定化すると常温での再着火防止効果が認められた。(3)燃焼生成物の化学分析結果はNa2Oが主体であり、他に条件によりNaOH、Na2CO3、Na2O2が認められたが、他の特異な化合物は認められなかった。これから、再着火の原因は消火後の燃焼生成物であるNa2Oを多く含んだ灰白色の樹氷状突起に起因すると思われる。
中桐 俊男; 石川 浩康; 大野 修司; 小沢 隆之; 加藤 一憲*; 小山 真一; 下山 一仁
PNC TN9510 94-001, 246 Pages, 1994/05
安全工学部プラント安全工学室では、高速増殖炉のソースターム研究を、一部燃料材料開発部照射燃料試験室の協力を得つつ実施しているが、本研究を今後さらに効率的かつ有効に進めていくための有益な情報を得ることを目的として、昭和63年に日本原子力発電(株)殿が米国DOEに委託したTREAT炉を用いたソースターム炉内試験計画の検討に係わる英文報告書"「燃料破損時のFP炉内移行挙動の研究(その2)」-PLANING STUDY OF IN-PILE LOOP TESTS FOR THE EVALUATION OF FISSION PRODUCT TRANSPORT-"を入手し(動燃報告書登録番号:PNC ZR1471 93-001)、関係者で和訳して、その内容を調査した。本報告書で得られた情報は、将来実施予定の以下の試験研究に反映する予定である。(1)炉内ソースタームを支配する、FP・燃料蒸気泡のナトリウム中減衰挙動の解明に重点をおいた炉内ソースターム挙動総合模擬試験に於ける事故事象の模擬方法や測定手法等。(2)現在大洗安全工学部が中心になって検討中の安全性試験炉計画(SERAPH計画)に於けるソースターム炉内試験の方法論や、試験体の考え方等。
加藤 一憲*; 宮原 信哉
PNC TN9420 94-005, 74 Pages, 1994/03
高速炉において、ナトリウム漏洩事故時にNAの蒸発・燃焼によって気相中に放出されるヨウ素のうちガス状のものが生成された場合は、エアロゾル状のものと異なり時間により減衰することがなく長時間雰囲気中に存在することが考えられる。このため、ガス状のヨウ素の生成は事故時の被曝評価上重要な事象で、その生成量、形態、気相への放出割合は正確に把握しておく必要がある。本調査では、現在までに得られた研究結果をまとめることによりガス状ヨウ素の生成について現状得られている知見を整理し、今後これらを実験的に調べる時の参考とすることを目的として、国内で実施されたヨウ素に関する研究成果よりNA燃焼時に液相から気相への放出されるヨウ素の割合(KB)とその時発生するガス状ヨウ素の割合について調べ以下の結果を得た。1NAプールから気相へのヨウ素の放出割合、NA温度400
550の範囲におけるNA蒸発及び燃焼時のヨウ素のKB(エアロゾル中のI/NAとNAプール中比)は1以下。2ガス状ヨウ素の生成割合、NAをARガス中で蒸発させてから大気中に放出した条件の試験では、ガス状ヨウ素の生成割合は放出されるNAの温度に依存し、最大約60%(AT100)であった。但し、その傾向は明らかではない。NAをO2濃度4.5%21%雰囲気中でプール燃焼させた条件試験では、ガス状ヨウ素の生成割合は概ね5%以下。報告の中には異常に高い生成割合を示したデータも含まれていた。
加藤 一憲*; 宮原 信哉
PNC TN9410 93-282, 92 Pages, 1993/10
高速増殖炉では、事故時に発生する放射性物質が格納施設内から環境中へ漏出するのを防ぐため、その雰囲気をフィルターで浄化している。高速増殖原型炉「もんじゅ」では、鋼製の格納容器とその外側のコンクリート製格納施設の間にアニュラス部を設け、常時その雰囲気をフィルターで浄化しながら負圧に維持することによって、放射性物質の環境中への漏出を防止している。このアニュラス循環排気系に設けられたフィルターは粒子状物質を補集するためのエアロゾルフィルター(多層式、中性能、HEPA)とガス状ヨウ素を補集するためのチャコールフィルターから構成されている。これらの補集効率等についてはエアロゾルフィルターについてはナトリウムエアロゾルを使用した試験によって、チャコールフィルターについては単体ヨウ素(I2)とヨウ化メチル(CH3I)を使用した試験によって、各々の性能が既に確認されている。しかし、ガス状ヨウ素についてはエアロゾル用フィルターによっても補集されることが報告されており、また、ナトリウムエアロゾル環境下ではそれがさらに加速される事も考えられる。そこで将来炉に向けた国の安全研究年次計画の一環としてナトリウムエアロゾル環境下におけるガス状ヨウ素のエアロゾルフィルターとチャコールフィルターによる補集効率に関する試験を実施した。その結果ナトリウムエアロゾルとガス状ヨウ素(I2)が混在する条件下において、エアロゾルフィルター、チャコールフィルターが実機で期待する性能を有していることが確認された。また、この条件下においてガス状ヨウ素(I2)はエアロゾルフィルターで良く補集される(99%以上)ことがわかった。これにより、ガス状ヨウ素(I2)がエアロゾルフィルターで補集される効果が、フィルター性能評価上十分期待できることが明らかとなった。