JOPSS:検索結果一覧

論文

Study on the difference between B $_{4}$ C powder and B $_{4}$ C pellet regarding the eutectic reaction with stainless steel

Hong, Z.*; Ahmed, Z.*; Pellegrini, M.*; 山野秀将; Erkan, N.*; Sharma, A. K.*; 岡本孝司*

Progress in Nuclear Energy, 171, p.105160_1 - 105160_13, 2024/06

https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2024.105160

本研究では、B $_{4}$ C粉末とステンレス鋼(SS)間との共晶反応はB $_{4}$ C粉ペレットとSS間とのそれより相当に速いことが分かった。粉末及びペレットに対して導出された反応速度定数は参考文献値によく一致している。また、粉末とペレットの場合の詳細微細構造をSEM/EDSを用いて組成分析を行った。粉末の場合、(Fe,Cr)Bからなる反応層として厚肉層が見られた。一方、ペレットの場合、2つの反応層が見られた。

論文

The Development of a Multiphysics Coupled Solver for Studying the Effect of Dynamic Heterogeneous Configuration on Particulate Debris Bed Criticality and Cooling Characteristics

Li, C.-Y.; Wang, K.*; 内堀昭寛; 岡野靖; Pellegrini, M.*; Erkan, N.*; 高田孝*; 岡本孝司*

Applied Sciences (Internet), 13(13), p.7705_1 - 7705_29, 2023/07

https://doi.org/10.3390/app13137705

被引用回数：1 パーセンタイル：0(Chemistry, Multidisciplinary)

For a sodium-cooled fast reactor, the capability for stable cooling and avoiding re-criticality on the debris bed is essential for achieving in-vessel retention when severe accidents occur. However, an unexploited uncertainty still existed regarding the compound effect of the heterogeneous configuration and dynamic particle redistribution for the debris bed's criticality and cooling safety assessment. Therefore, this research aims to develop a numerical tool for investigating the effects of the different transformations of the heterogeneous configurations on the debris bed's criticality/cooling assessment. Based on the newly proposed methodology in this research, via integrating the Discrete Element Method (DEM) with Computational Fluid Dynamics (CFD) and Monte-Carlo-based Neutronics (MCN), the coupled CFD-DEM-MCN solver was constructed with the originally created interface to integrate two existing codes. The effects of the different bed configurations' transformations on the bed safety assessments were also quantitively confirmed, indicating that the effect of the particle-centralized fissile material had the dominant negative effect on the safety margin of avoiding re-criticality and particle re-melting accidents and had a more evident impact than the net bed-centralized effect. This coupled solver can serve to further assess the debris bed's safety via a multi-physics simulation approach, leading to safer SFR design concepts.

論文

A Quantitative method of eutectic reaction study between boron carbide and stainless steel

Hong, Z.*; Pellegrini, M.*; Erkan, N.*; Liao, H.*; Yang, H.*; 山野秀将; 岡本孝司*

Annals of Nuclear Energy, 180, p.109462_1 - 109462_9, 2023/01

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2022.109462

被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

実機制御棒の模擬材として、B $_{4}$ C材とSUS304を用いて一連の実験を実施した。1450K-1500Kの温度範囲で共晶反応速度定数を得た結果、本研究で得られた反応速度定数は参照値と一致した。また、反応面の微細構造を観察し、組成分析を行った。

論文

Study on eutectic melting behavior of control rod materials in core disruptive accidents of sodium-cooled fast reactors, 1; Project overview and progress until 2020

山野秀将; 高井俊秀; 江村優軌; 福山博之*; 東英生*; 西剛史*; 太田弘道*; 守田幸路*; 中村勤也*; 深井尋史*; et al.

Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-13) (Internet), 12 Pages, 2022/09

本発表はプロジェクト全体概要及び2020年度までの進捗概要について報告する。この論文における具体的成果は、共晶反応速度の測定並びに、SS坩堝の中にB $_{4}$ Cペレットを置いたB $_{4}$ C-SS共晶反応速度実験の数値解析を通じて、解析コード内の共晶反応を記述する物理モデルの妥当性を確認したことである。

論文

Numerical investigations on the coolability and the re-criticality of a debris bed with the density-stratified configuration

Li, C.-Y.; 内堀昭寛; 高田孝; Pellegrini, M.*; Erkan, N.*; 岡本孝司*

第25回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(インターネット), 4 Pages, 2021/07

溶融炉心の原子炉容器内保持を達成するためには、デブリベッドの安定冷却と再臨界回避が重要である。本研究では、異なる物質から構成され、密度成層化したデブリベッドの挙動を評価するため、数値流体力学(CFD),個別要素法(DEM),モンテカルロ法を連成させた解析手法を構築した。本解析手法により、デブリベッドにおける密度成層化の挙動等を解析できることを確認した。

論文

Room-temperature adsorption behavior of cesium onto calcium silicate insulation

Rizaal, M.; 斉藤拓巳*; 岡本孝司*; Erkan, N.*; 中島邦久; 逢坂正彦

Mechanical Engineering Journal (Internet), 7(3), p.19-00563_1 - 19-00563_10, 2020/06

https://doi.org/10.1299/mej.19-00563

福島第一原子力発電所2号機において、一次冷却系の断熱材に使用されているケイ酸カルシウムへのセシウム(Cs)の吸着がペデスタル領域の高線量に影響している可能性が指摘されている。本研究では、高温でのCs吸着挙動評価の前段階として、室温でCsをケイ酸カルシウムに吸着させる試験を行った。吸着速度の解析の結果、基本的な吸着機構は化学吸着であることが示唆された。また、等温における吸着量のCs濃度依存性の評価により、単分子層の形成の後に多分子層が形成することが示唆された。

論文

Numerical simulation of MCCI based on MPS method with different types of concrete

Chai, P.; 近藤雅裕*; Erkan, N.*; 岡本孝司*

Annals of Nuclear Energy, 103, p.227 - 237, 2017/05

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2017.01.009

被引用回数：20 パーセンタイル：87.65(Nuclear Science & Technology)

半陰解法を用いた粒子法(MPS法)に基づいてMCCI現象を解析するため、マルチフィジックスモデルを使用して2次元計算コードを開発した。以前の研究とは対照的に、ガス発生については、アブレーション挙動への影響を調査するために、液体プール内の気泡の力のバランスを計算することにより解析した。さらに、コリウムと溶融コンクリート間の酸化還元反応からの熱放出を計算することにより、化学反応をモデル化した。コンクリートの種類に起因し、異なるアブレーションが生じると考えられる。この影響を評価するため、CCI-2およびCCI-3試験について、本研究で開発したコードを用いて解析した。解析結果は、軸方向および半径方向のアブレーション速度について、実験結果と一致している。珪質コンクリート試験で観察された異方性アブレーション挙動の原因として、ガス放出および化学反応による側壁近くの熱伝達の促進が挙げられることを解析結果は示唆している。一方、石灰石を多く含むコンクリートを使用した試験では、底部コンクリートからの大量のガス放出によって軸方向のアブレーションも促進されたため、等方性アブレーション挙動が生成された。アブレーション挙動に加えて、CCI-3試験の下部のクラスト形成とコンクリートとコリウムの界面プロファイルが、本研究で提案したモデルによりよく再現された。

口頭

Thermochemical investigation of calcium silicate insulation with cesium hydroxide

Rizaal, M.; 中島邦久; 逢坂正彦; 斉藤拓巳*; Erkan, N.*; 岡本孝司*

no journal, ,

水蒸気や水素雰囲気下でのカルシウムシリケート保温材と水酸化セシウムとの化学的な相互作用の有無を調べるため、熱重量測定とX線回折測定を行った。この化学的相互作用が、福島第一原子力発電所2号機におけるペデスタル周辺部での高線量の原因の一つになっているのではないかと考えている。試験の結果、雰囲気に関わらず575-730 $^{circ}$ Cの温度範囲において、何らかの化学的相互作用を引き起こすことが示唆された。

口頭

ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷事故時の制御棒材の共晶溶融挙動に関する研究,25; プロジェクト全体概要及び令和2年度までの進捗

山野秀将; 高井俊秀; 江村優軌; 東英生*; 福山博之*; 西剛史*; 太田弘道*; 守田幸路*; 中村勤也*; 深井尋史*; et al.

no journal, ,

ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷事故評価において制御棒材の炭化ホウ素とステンレス鋼の共晶溶融反応及び移動挙動を模擬できるようにするため、共晶溶融物の熱物性評価、共晶溶融反応実験及び材料分析、共晶溶融反応に関する物理モデル開発及び実機適用解析を実施する研究プロジェクトを進めている。ここでは、プロジェクト全体概要及び令和2年度までの進捗概要について報告する。

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