Development of the ex-vessel modules for the integrated SFR safety analysis code SPECTRA

青柳 光裕; 牧野 徹*; 大木 裕*; 内堀 昭寛; 岡野 靖

Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 7 Pages, 2023/05

The SPECTRA code has been developed as an integrated safety analysis tool for sodium-cooled fast reactors (SFRs). In this study, the capability of SPECTRA is enhanced by integrating the analyses of sodium pool fire and concrete ablation for overlapped events of the ex-vessel phenomena. The sodium pool fire module is connected to the shared module for the sodium pool and the floor concrete developed in our previous study. The developed model is validated through the benchmark analysis of the F7-1 pool fire experiment. The calculation result of the pool and catch pan temperature shows good agreement with the experimental data. A demonstration analysis is also conducted for an overlapped event of the ex-vessel phenomena.

原子力基礎研究のための球状収束イオンビーム核融合中性子源に関する研究, 原子力基礎研究 H10-050 (委託研究)

吉川 潔*; 井上 信幸*; 山嵜 鉄夫*; 牧野 圭輔*; 山本 靖*; 督 壽之*; 増田 開*; 紀井 俊輝*; 大西 正視*; 堀池 寛*; et al.

JAERI-Tech 2002-020, 63 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-020.pdf:4.94MB

球状静電閉じこめ型核融合中性子源(IECF; Inertial-Electrostatic Confinement Fusion)の高度化には、理論で予測されている中空陰極中心に収束するイオンビームが作る空間電位部分の生成機構を実験的に確かめることが重要である。そのため今日まで殆どすべての実験的研究の目的は理論が予測する電位2重井戸分布の存在を証明することにあったが、いずれも間接的な傍証を得たに過ぎず決定的な証拠は得られなかった。本研究では、近年研究の進展が著しいレーザ誘起蛍光法によるシュタルク効果を用いた局所電界分布の直接計測を行い、電位2重井戸分布の存在を初めて明らかにするとともに、30年来の論争に終止符を打つことができた。さらに、理論が予測する低圧力下での大電流イオンビームによる核融合反応率が電流のおおよそ3乗に比例することを検証する予備的研究として、電圧・電流・ガス圧力が独立には変えられないグロー放電によるイオンビーム生成を打破するため、3重グリッドシステムを導入し、グロー放電より低圧力下で放電が持続できることを確かめた。さらに、電位分布との強い相関があり核融合反応断面積を決定する加速イオンのエネルギー分布をドップラーシフト分光法により測定し、現実験条件の下でイオンの最大エネルギーが印加電圧上昇に比例して大きくなることが明らかになり、今後の大電圧化による核融合反応断面積向上の可能性を示した。

界面追跡法に基づく数値シミュレーションによるPWR燃料集合体内気泡挙動の評価

吉田 啓之; 小野 綾子; 岡野 匡哲*; 牧野 泰*

no journal, , 

原子力機構では、原子炉熱設計において、多くの費用と時間を必要とする大型試験への依存性を低下させるとともに、多様な条件での原子炉内熱流動挙動の評価を可能とするため、界面追跡法に基づく原子炉内の二相流解析手法の開発・検証を実施している。これまでに様々な条件の二相流に開発した手法の適用を計ったが、実機圧力条件、特にPWR運転条件への適用は行われていない。本研究では、開発した解析手法の課題を抽出するとともに、PWRにおける限界熱流束に影響することが考えられる気泡挙動の評価を目的として、PWR燃料集合体内の気泡挙動の解析を実施した。解析においては、必要な空間解像度と解析精度を確保した上で効率的な計算を実施するため、STAR-CCM+による単相流解析を気泡流解析の境界条件として用いた。スペーサベーンの有無をパラメータとして解析を行った結果、スペーサベーンが存在する場合、有意な水平断面内の流れ発生することにより密度の小さい気相がサブチャンネル中心部に集まり、分布が変化するのみならず、気泡径が大きくなることを確認した。

先進的核熱連成シミュレーションシステムの開発,9; 妥当性確認用データ取得のための燃料バンドル内気液二相流測定技術の開発

小野 綾子; 岡本 薫*; 牧野 泰*; 細川 茂雄*; 吉田 啓之

no journal, , 

原子力機構で開発を進めている核熱カップリングコードにおいて、熱流動解析には界面捕獲法に基づく詳細熱流動解析コード(JUPITERもしくはTPFIT)の適用を検討している。これらの解析コードは、燃料集合体の構成流路であるサブチャンネル内スケールの熱流動現象を対象とするため、サブチャンネル内の詳細な気液二相挙動に関する測定データや実験的知見を必要とする。そこで、燃料集合体内の狭隘部における分散性気泡流を非接触で計測するために、一般的に連続相の流速測定に用いられるレーザドップラー流速計(LDV)とフォトダイオードを組合わせた新しい計測を開発した。本報告では、この新しい計測手法に対して、接触式導電ボイドプローブを用いた気泡流計測と比較することで、新規計測手法が気泡挙動を良好に計測できることを確認した結果について報告する。