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出口 祥啓*; 村中 亮太*; 神本 崇博*; 高木 琢*; 菊地 晋; 栗原 成計
Applied Thermal Engineering, 114, p.1319 - 1324, 2017/03
被引用回数：2 パーセンタイル：12.87(Thermodynamics)本研究の目的はナトリウム-水反応(気相反応)の反応経路および反応生成物を定量的に明らかにすることである。反応経路および反応生成物を分析するために、対向流火炎装置を用いた。測定の結果、反応場における主要な生成物はNaOHであり、Na酸化物はNaOHに対して無視し得るレベルであることが明らかになった。
出口 祥啓*; 村中 亮太*; 神本 崇博*; 高木 琢*; 菊地 晋; 栗原 成計
Proceedings of 3rd International Workshop on Heat Transfer Advances for Energy Conservation and Pollution Control (IWHT 2015) (CD-ROM), 6 Pages, 2015/10
本研究の目的はナトリウム-水反応(気相反応)の反応経路および反応生成物を定量的に明らかにすることである。反応経路および反応生成物を分析するために、対向流火炎装置を用いた。測定の結果、反応場における主要な生成物はNaOHであり、Na酸化物はNaOHに対して無視し得るレベルであることが明らかになった。
出口 祥啓*; 高田 孝*; 山口 彰*; 菊地 晋; 大島 宏之
Mechanical Engineering Journal (Internet), 2(1), p.14-00029_1 - 14-00029_11, 2015/02
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。この事象はナトリウム冷却高速炉における伝熱設備に損傷を与えることとなるため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は安全上極めて重要となっている。本研究では素反応解析によりナトリウム-水反応機構の解明を目的とした。解析の結果、気相反応においてNa+H
O=NaOH+Hが主要な素反応であることが示された。
田村 健太*; 出口 祥啓*; 村中 亮太*; 草野 剛嗣*; 高田 孝*; 菊地 晋; 栗原 成計
Proceedings of 24th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-24) (USB Flash Drive), 5 Pages, 2013/11
本研究の目的はナトリウム-水反応(気相反応)の反応経路および反応生成物を明らかにすることである。本研究ではアルゴンで希釈した水蒸気を反応容器上方より、液体ナトリウムプールに導入する対向流拡散火炎試験装置を用いている。反応場において、Na, Na, HOや反応生成物をレーザー計測技術により測定した。また、計測性を向上させるため、反応場におけるNaの凝縮を抑制するために温調設備を改良した。試験結果から主要な反応生成物はNaOHであることが明らかになり、Na-HO系の素反応解析により反応経路を検討した。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 草野 剛嗣*; 菊地 晋; 栗原 成計
レーザー研究, 41(11), p.927 - 931, 2013/11
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。この事象はナトリウム冷却高速炉における伝熱設備に損傷を与えることとなるため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は安全上極めて重要となっている。本研究ではレーザー計測技術を用いた各化学種の同定を行い、気相反応においてNa+HO=NaOH+Hが主要な素反応であり、主な反応生成物はNaOHであることを確認した。
出口 祥啓*; 今仲 浩一*; 高田 孝*; 山口 彰*; 菊地 晋; 大島 宏之
Proceedings of 3rd Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow (ASCHT 2011) (CD-ROM), 6 Pages, 2011/09
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。この事象はナトリウム冷却高速炉における伝熱設備に損傷を与えることとなるため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は安全上極めて重要となっている。本研究では素反応解析によりナトリウム-水反応機構の解明を目的とした。解析の結果、気相反応においてNa+HO
NaOH+Hが主要な素反応であることが示された。
大島 宏之; 山口 彰*; 奈良林 直*; 出口 祥啓*
第16回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.1 - 2, 2011/06
ナトリウム(Na)冷却高速炉の蒸気発生器(SG)内で伝熱管が破損すると、Na中に水・蒸気が漏洩して反応ジェットを形成し、隣接伝熱管に損傷が拡大する可能性がある。本研究は、実用高速炉のSGの合理的な安全防護と財産保護、社会的受容性の向上に資することを目的として、Na-水反応現象の機構論的解明とモデル化を行い、さまざまな設計オプションに対して早期検知や破損伝播の評価ができる汎用性の高い解析評価手法を構築するものである。本報では、構築するマルチフィジックス解析評価システムの研究開発計画概要を報告する。
山口 彰*; 高田 孝*; 大島 宏之; 曽我部 丞司*; 出口 祥啓*; 菊地 晋
Proceedings of 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18) (CD-ROM), 8 Pages, 2010/05
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器伝熱管が破損すると、高圧の蒸気がナトリウム中に噴出し、ナトリウム-水反応を引き起こす。そのため、ナトリウム-水反応評価は、ナトリウム冷却高速炉における重要な安全課題である。本研究では、ナトリウム-水反応メカニズム及び反応過程を解明することを目的に、減圧条件でナトリウム-水対向流拡散試験を実施し、反応モデルなどをパラメータとした数値解析の結果と比較検討を行った。
山口 彰*; 高田 孝*; 大島 宏之; 出口 祥啓*; 坂場 弘*
no journal, ,
高速炉の安全評価の観点からナトリウム-水反応を解明することを目的として対向流拡散反応の実験及び解析を実施した。流動場と試験装置形状を最適化して反応場を可視化,計測することに成功した。実験と解析の一致は良好であり、反応域と反応生成物が存在する領域の位置が異なるなどの注目すべき結果が得られた。
曽我部 丞司*; 山口 彰*; 高田 孝*; 大島 宏之; 菊地 晋; 出口 祥啓*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器伝熱管が破損すると、高圧の蒸気がナトリウム中に噴出し、ナトリウム-水反応を引き起こす。そのため、ナトリウム-水反応評価は、ナトリウム冷却高速炉における重要な安全課題である。本研究では、ナトリウム-水反応の機構論的な解明の一環として、減圧条件で実施されたナトリウム-水蒸気対向流拡散反応場実験について、反応モデル等をパラメータとした数値解析を実施し、実験結果との比較検討を行った。
大島 宏之; 栗原 成計; 奈良林 直*; 山口 彰*; 高田 孝*; 出口 祥啓*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速実用炉の大型蒸気発生器伝熱管破損事象評価に資するため、高温・高圧化などさまざまな運転条件や設計オプションにも対応可能なマルチフィジックス解析評価システムの構築を開始した。その研究開発全体概要を示す。
出口 祥啓*; 今仲 浩一*; 高田 孝*; 山口 彰*; 菊地 晋; 大島 宏之
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は、ナトリウムと水とが直接接触してナトリウム-水反応が発生する。このナトリウム-水反応現象を解明するために機構論的評価手法を開発しており、当該評価手法に適用する化学反応モデルの構築が開発課題のひとつになっている。本研究では、ナトリウム-水反応現象における支配的な総括反応を同定することを目的に気相におけるナトリウム-水反応系の素反応モデルを構築した。また、本素反応モデルを対向型ナトリウム-水蒸気反応場に適用し、主な反応経路の同定・評価を行った。
大島 宏之; 栗原 成計; 山口 彰*; 高田 孝*; 奈良林 直*; 出口 祥啓*
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評価に資するため、マルチフィジックス解析評価システムの構築を4か年の計画で実施している。本報では、中間報告として2か年の研究成果を総括する。
田村 健太*; 出口 祥啓*; 鈴木 浩一*; 高田 孝*; 山口 彰*; 菊地 晋; 大島 宏之
no journal, ,
ナトリウム冷却型高速炉では冷却材に伝熱性能に優れている液体ナトリウムを用いている。一方で液体ナトリウムは水蒸気に対して強い化学反応性を有している。ナトリウム冷却型高速炉の設計基準事象の一つに伝熱管破損により水蒸気が液体ナトリウムへ漏れでる事象がある。この事象はナトリウム冷却型高速炉の伝熱管にダメージを与える。このため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は伝熱管の安全評価上、重要である。本研究では、レーザー計測技術を用いてナトリウム-水反応機構を解明することを目的とした。LIFやCARSを用いて、ナトリウム-水蒸気が対応する反応場の温度やH, HO, OH, Naや微粒子等を計測することができた。計測結果から、ナトリウム-水反応の主要な気相反応について特定した。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 木谷 太陽*; 草野 剛嗣*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
上側から供給される水蒸気と下側ナトリウムプールから気化されたナトリウム蒸気により形成される対向流ナトリウム火炎の写真である。橙色部分がナトリウム-水反応により現れるナトリウム発光(D線: 589nm)画像、緑色部分がレーザ散乱法で反応生成物(NaOHなど)及びナトリウム微粒子を可視化した画像であり、両画像を重ねている。供給水蒸気の温度を上昇してナトリウム-水反応場を制御することにより、反応生成物及びナトリウム微粒子が腕のような形で形成され、ナトリウム発光を押し上げているような火炎を形成することができる。
大島 宏之; 栗原 成計; 奈良林 直*; 山口 彰*; 高田 孝*; 出口 祥啓*
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評価に資するため、マルチフィジックス解析評価システムの構築を4か年の計画で実施している。本報では、中間報告として3か年の研究成果を総括するとともに今後の展開を示す。
村中 亮太*; 出口 祥啓*; 田村 健太*; 高田 孝*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉では、冷却材に優れた伝熱性能を有する液体ナトリウムを用いている。一方、ナトリウムは水蒸気との激しい反応性を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、伝熱管破損により、流れている液体ナトリウムに水が漏えいする事象がある。それゆえ、ナトリウムと水の化学反応に関する研究が安全上重要な課題である。本研究では気相反応におけるナトリウムと水反応の経路及び反応生成物を明らかにすることを目的としている。ラマン散乱などの光学的手法によりナトリウムと水の対向流場におけるNa, Na, HOと反応生成物について計測を行った。その結果、ナトリウム-水反応における主要な生成物はNaOHであることがわかり、その反応経路についてはナトリウムと水との素反応解析により検討した。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。本研究ではNa-水反応において支配的な気相反応を特定することを目的とした。Na-水、Na-酸素、Na-水素のそれぞれの反応場はNa-水反応機構を解明するために資するものである。これらの反応は、LIF,ラマン散乱,ミー散乱,吸収法,光フラグメンテーション法などのレーザー計測技術を用いることにより計測した。これらの計測技術を用いて、Na-水反応機構について素反応解析と併せて検討した。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 草野 剛嗣*; 高田 孝*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉では、冷却材に優れた伝熱性能を有する液体ナトリウムを用いている。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、伝熱管破損により、流れている液体ナトリウムに水が漏えいする事象がある。それゆえ、ナトリウムと水の化学反応に関する研究が安全上重要な課題である。本研究ではナトリウム-水反応機構をレーザー計測技術を用いて明らかにすることを目的とした。ラマン散乱, 吸収法, 光解離法などの光学的手法によりナトリウム-水、ナトリウム-酸素、ナトリウム-水素の対向流反応場を計測した。計測の結果、ナトリウム-水反応における主要な生成物は水酸化ナトリウムであることが分かった。また、ナトリウム-水反応の反応速度はナトリウム-酸素反応よりも遅く、ナトリウムと水素は反応しないことが分かった。
菊地 晋; 栗原 成計; 大島 宏之; 出口 祥啓*
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評価に必要なナトリウム-水反応(SWR)の化学反応機構に関する解明研究を実施した。当該研究のうち、解析コードの検証と妥当性確認に活用するために熱分析で得られた実験データの不確かさを評価した。
