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菊地 晋; 栗原 成計; 大島 宏之; 橋本 健朗*
Journal of Power and Energy Systems (Internet), 6(2), p.76 - 86, 2012/06
ナトリウム冷却型高速炉では、炉心から発電に必要な蒸気発生器へのエネルギーの伝達のために冷却材としてナトリウムが使用されている。万が一、この蒸気発生器が損傷すると、高圧の水蒸気が液体ナトリウム側に噴出し、ナトリウム-水反応が発生する。このナトリウム-水反応により形成された高温の反応ジェットが隣接する蒸気発生器伝熱管表面に熱的及び化学的な影響を及ぼす。そのため、蒸気発生器の安全評価上、ナトリウム-水反応現象を解明することが重要となる。本報では、第一原理計算によりナトリウム-水反応の表面反応機構について研究した。液体ナトリウム表面における水解離、その後の水酸基解離に関するポテンシャルエネルギーを求め、反応速度定数を見積もった結果、初期反応である水解離は後続反応である水酸基解離よりも圧倒的に大きいことが明らかになった。
菊地 晋; 栗原 成計; 大島 宏之; 橋本 健朗*
日本原子力学会和文論文誌, 11(2), p.147 - 157, 2012/06
ナトリウム冷却高速炉では蒸気発生器伝熱管が破損すると、水蒸気と液体ナトリウムが直接接触するナトリウム-水反応が発生し、高温の反応ジェットが形成される。この反応ジェットが隣接する伝熱管表面に熱的及び化学的な影響を与える。それゆえ、蒸気発生器の安全性評価の観点から、ナトリウム-水反応現象をよく理解することは重要である。化学的な影響については、今までに反応形態としては気相反応と表面反応モデルが考えられている。表面反応は液体ナトリウムと水蒸気の界面で発生することを想定し、気相反応は反応により生じた熱により液体ナトリウムが蒸発し、気体のナトリウムと水蒸気が反応することを想定したものである。しかしながら、表面反応は反応自体が極めて速いため、今までに得られている知見は非常に限られたものとなっている。そこで、本研究では、第一原理計算によりナトリウム-水反応の表面反応で起こりうる反応経路を評価した。解析の結果、液体ナトリウム表面において水が解離する反応経路を得た。また、液体ナトリウムにおける水素生成メカニズムを確認した。
菊地 晋; 大島 宏之; 橋本 健朗*
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/10
ナトリウム冷却型高速炉では、炉心から発電に必要な蒸気発生器へのエネルギーの伝達のために冷却材としてナトリウムが使用されている。万が一、この蒸気発生器が損傷すると、高圧の水蒸気が液体ナトリウム側に噴出し、ナトリウム-水反応が発生する。このナトリウム-水反応により形成された高温の反応ジェットが隣接する蒸気発生器伝熱管表面に熱的及び化学的な影響を及ぼす。そのため、蒸気発生器の安全評価上、ナトリウム-水反応現象を解明することが重要となる。本報では、第一原理計算によりナトリウム-水反応の表面反応について研究した。ここでは、液体ナトリウム表面における水分子の連続的な水酸基開裂について着目した。また、可能性のある反応経路及び障壁高さ等の相対エネルギーについて報告するとともに、水酸基開裂に関する反応速度定数についても検討した。
clusters studied by R2PI and IR Dip spectroscopies佐伯 盛久; 石内 俊一*; 酒井 誠*; 橋本 健朗*; 藤井 正明*
Journal of Physical Chemistry A, 114(42), p.11210 - 11215, 2010/10
被引用回数：10 パーセンタイル：31.95(Chemistry, Physical)A large-size 1-naphthol cluster, (1-NpOH), with n=30 was prepared by using a high-pressure pulsed valve. The electronic and vibrational transitions of (1-NpOH) with n=3-9 were measured by resonant two photon ionization (R2PI) and ion-detected IR dip spectroscopies. The (1-NpOH)
and the (1-NpOH)
clusters show relatively sharp origin bands. The structure of (1-NpOH) was determined by comparison of the IR dip spectrum with the simulated one by DFT calculation, while those of (1-NpOH) (n
4) were discussed in terms of topological geometries of a hydrogen-bonded network. Those analyses suggest that (1) the (1-NpOH) cluster has the cyclic structure where three 1-NpOH monomers are linked by both the hydrogen-bonding and the 
...C-H interaction between naphthyl rings and (2) the (1-NpOH) cluster with n4 is built up by attaching the 1-NpOH monomers to the (1-NpOH) core.
菊地 晋; 大島 宏之; 新田 仁*; 橋本 健朗*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器伝熱管破損時に発生するナトリウム-水反応影響評価手法開発の一環として、機構論的な化学反応モデルの構築を行っている。本報では、第一原理分子動力学法を用い、ナトリウム-水反応の反応経路について検討した。
菊地 晋; 大島 宏之; 橋本 健朗*; 小池 聡*; 宇田 毅*; 西村 民男*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器伝熱管破損事象を評価することを目的として、機構論に基づくナトリウム-水反応現象解析評価システムの開発を行っている。本報告では、この評価システムで用いる支配的な総括反応式を導出するために、第一原理分子動力学法を用いた反応経路分析を実施した。また、解析結果から反応経路の有無を確認するとともに、反応速度定数を評価した。
