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論文

A Modelling study on water radiolysis for primary coolant in PWR

向井悟*; 梅原隆司*; 塙悟史; 笠原茂樹; 西山裕孝

Proceedings of 20th International Conference on Water Chemistry of Nuclear Reactor Systems (NPC 2016) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2016/10

日本のPWRでは、水の放射線分解抑制のために、一次冷却材中の溶存水素濃度は2535cc/kg-H $_{2}$ Oの範囲に制御されている。しかし、日本では被ばく低減の観点から、溶存水素濃度の低下を目指している。そこで、溶存水素濃度を低下したときの一次冷却材中の放射線分解生成物の濃度について、線,高速中性子、及び $^{10}$ B(n,) $^{7}$ Li反応によるアルファ線を考慮した放射線分解モデルにより評価した。その結果、溶存水素濃度が5cc/kg-H $_{2}$ Oに低下しても放射線分解が抑制されることが示された。異なるG値と主要反応の速度定数がH $_{2}$ O $_{2}$ とO $_{2}$ の濃度に及ぼす影響を水素注入条件下で調べるとともに、ホウ酸水中でのアルファ線による放射線分解の影響にも注目した。

論文

Reaction of hydrogen peroxide on simulated fuel debris in aqueous solution

熊谷友多; 高野公秀; 渡邉雅之

Proceedings of 20th Nuclear Plant Chemistry International Conference (NPC 2016) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2016/10

福島第一原子力発電所の事故後の炉内には、溶融燃料デブリが留まっている。炉内の強い放射線は水の放射線分解を誘起し、過酸化水素(H $_{2}$ O $_{2}$ )が生成する。H $_{2}$ O $_{2}$ はウランを水溶性の高い六価に酸化する。そのため、燃料デブリが徐々に酸化され、冷却水中に溶出する可能性が懸念される。そこで、模擬デブリとして(U,Zr)O $_{2}$ を用いてH $_{2}$ O $_{2}$ 水溶液中でのウランの溶出を調べた。その結果、(U,Zr)O $_{2}$ からのウランの溶出は酸化ウラン(IV)に比べて遅いことが分かった。加えて、ウランの溶出はH $_{2}$ O $_{2}$ の反応量の増加に伴って、さらに抑制されることが観測された。また、H $_{2}$ O $_{2}$ と(U,Zr)O $_{2}$ との反応では酸素の発生が観測された。酸素の発生量は過酸化水素の反応量の半量に相当しており、H $_{2}$ O $_{2}$ の触媒的分解が生じたことが分かった。これらの結果から、(U,Zr)O $_{2}$ 表面ではウランの酸化に寄与しないH $_{2}$ O $_{2}$ の分解反応が進行し、ウランの溶出が抑制されることを明らかにした。

論文

Evaluation of ECP measured in in-pile environment

塙悟史; 内田俊介; 端邦樹; 知見康弘; 笠原茂樹*; 西山裕孝

Proceedings of 20th Nuclear Plant Chemistry International Conference (NPC 2016) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2016/10

腐食電位(ECP)は、金属表面に形成される酸化被膜の性状で変化するため、ECPを解析的に評価する際の取扱が課題である。現在、周囲の水環境に応じた酸化被膜性状変化を計算し皮膜の電気的抵抗変化として取り扱う方法、水環境に応じた異なるアノード分極曲線を扱う方法の二つが提案されている。本研究では、後者の取扱をしたECP計算プログラムを構築し、試験炉であるハルデン炉で取得された照射環境下におけるECP測定データで検証した。その結果、水の放射線分解で発生する酸素及び過酸化水素が混在する照射環境下においても、構築したECP計算プログラムが適用できることを確認した。

論文

Study of irradiation effect on ECP using in-pile loops in the JMTR

塙悟史; 内田俊介; 端邦樹; 知見康弘; 笠原茂樹*; 西山裕孝

Proceedings of 20th Nuclear Plant Chemistry International Conference (NPC 2016) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2016/10

腐食電位(ECP)評価における放射線の影響は理論的には想定されるが具体的な検証は行われていない。われわれは、酸化皮膜への中性子照射効果を取り入れたECP解析コードを開発し、中性子の照射により酸化皮膜の電気的抵抗が低下すること、それによりECPが低下すること、ECP低下の程度は中性子線束に依存することを解析的に示した。材料試験炉(JMTR)は、照射環境下での水化学試験に適した照射ループを有していることから、JMTRで照射した場合のECPへの照射影響を解析で予測した。その結果、JMTRの照射ループを用いれば、ECPへの照射影響は十分に捉えられることを確認した。