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工藤 保; 丸山 結; 柴崎 博晶*; 日高 昭秀; 中村 秀夫; 茅野 栄一; 湯地 洋子; 橋本 和一郎
JAERI-Conf 2000-015, p.216 - 221, 2000/11
シビアアクシデント時に損傷した炉心から発生する核分裂生成物(FP)化合物は、一次系配管を通過する際に、雰囲気中で分解または構造材と相互作用する可能性がある。FP化合物の分解または化学変化は、それらの性質を変えることであり、その後のFP再蒸発等の挙動に大きく影響を及ぼす。そこで、配管信頼性実証試験(WIND)では、模擬FP(ヨウ化セシウム等)と構造材(SUS316等)の相互作用に関するデータ取得のためにFP/構造材相互作用試験を実施している。試験結果から、ヨウ化セシウムは空気侵入条件において分解しやすいこと、セシウムの一部は構造材と相互作用してクロム酸セシウムを生成する可能性があること、分子ヨウ素が構造材中に入り込むことが明らかとなった。
湯地 洋子; 柴崎 博晶*; 工藤 保; 日高 昭秀; 丸山 結; 茅野 栄一; 中村 秀夫; 吉野 丈人*; 鈴木 健祐*; 橋本 和一郎
JAERI-Conf 2000-015, p.231 - 235, 2000/11
日本原子力研究所におけるWIND計画では、原子炉冷却系配管内でのFPエアロゾルの挙動を確認することを目的に配管内エアロゾル挙動試験を実施しており、試験の解析を通してFP移行沈着挙動を精度よく予測する解析モデルの整備と検証を行っている。配管内エアロゾル挙動試験の一つである再蒸発試験の沈着段階(WAV4-D)について、原研が開発したARTコード及び米国SNLが開発したVICTORIAコードを用いて解析し、試験結果と比較して解析モデルの適応性を検討した。試験では擬似FPとしてCsIを用いており、PWR冷却系配管を模擬するために試験部床部にメタホウ酸を装荷している。ホウ酸を考慮しない解析ではARTとVICTORIAの結果がよく一致することを確認した。また、ホウ酸の影響を考慮することで、解析結果が試験結果に近くなることを確認した。
日高 昭秀; 中村 武彦; 工藤 保; 林田 烈*; 中村 仁一; 大友 隆; 上塚 寛
JAERI-Conf 2000-015, p.193 - 200, 2000/11
日本原子力研究所では、シビアアクシデント条件下の照射済燃料からの放射性物質の放出挙動を調べるため、VEGA計画を進めている。同計画では、これまでの類似実験では得られていなかった、3000
の高温条件及び加圧雰囲気(1.0MPa)下における照射済燃料からの中・難揮発性FPや超ウラン元素の放出挙動を調べる予定である。特に、雰囲気圧力の影響を調べる試験は世界で初めてであり、本試験の最大の特徴と言える。第1回目のVEGA-1実験の前に、非放射性で揮発性のCsI粉末を装置内で蒸発させ、装置の基本性能を確認するための実験を行った。その結果、エアロゾルフィルターの捕集効率は約98%であること、設計通りにフィルターの下流側に到達するCsIエアロゾル量は微量であること、しかしながら、わずかに形成されたI
ガスはフィルターを通過し、コンデンサー前の低温配管へ凝縮することを明らかにした。
日高 昭秀; 柴崎 博晶*; 吉野 丈人*; 杉本 純
Journal of Aerosol Science, 31(9), p.1045 - 1059, 2000/09
被引用回数：1 パーセンタイル：18.22(Engineering, Chemical)シビアアクシデント時の曲管及び鉛直管内におけるCsIエアロゾル挙動を調べるため、原研では直角の曲部を持つ可視化用石英管を用いてWAVE実験を行った。また、曲管の下流側を水平、鉛直上向き、下向きに変えて、配管の方向がエアロゾル挙動に及ぼす影響を調べた。その結果、上向き鉛直管への沈着量は下向き鉛直管のそれに比べて10倍以上となった。解析では、エアロゾルの主要な沈着機構はガスの温度勾配に依存する熱泳動であるため、原研の3次元熱流動解析コードWINDFLOWの結果をエアロゾル挙動解析コードART計算に反映させることにより、沈着現象をほぼ再現できることを示した。ただし、上向き鉛直管については、低温の内壁に沿って主流と逆向きの自然対流が発生するため、その影響を考慮して熱泳動モデルの主要なパラメータである熱拡散境界層厚さ及びヌッセルト数を再評価する必要性を明らかにした。
日高 昭秀; 柴崎 博晶*; 丸山 結; 吉野 丈人*; 杉本 純
NEA/CSNI/R(98)4, 14 Pages, 2000/02
シビアアクシデント時の層流条件下の曲管内におけるCsIエアロゾル挙動を調べるため、原研では直角の曲部を持つ可視化用石英管を用いてWAVE実験を行った。また、曲管の方向がエアロゾル挙動に及ぼす影響を調べるため、下流側が水平、鉛直上向き、下向きの3ケースについて実験を行い、それらを原研の3次元熱流動解析コードWINDFLOW及びエアロゾル挙動解析コードARTを用いて解析した。その結果、エアロゾルの主要な沈着機構はガスの温度勾配に依存する熱泳動であるため、WINDFLOWによって計算された曲管部の詳細な熱流動をART計算に反映させることにより、曲管付近の沈着現象を適切に再現できた。しかしながら、鉛直曲管については、低温の内壁に沿って下降流が発生するため、その影響を考慮して熱泳動モデルの主要なパラメータである熱拡散境界層厚さ及びヌッセルト数を再評価する必要を明らかにした。
日高 昭秀; 工藤 保; 中村 武彦; 林田 烈*; 大友 隆; 中村 仁一; 上塚 寛
JAERI-Research 99-066, p.38 - 0, 1999/12
JAERI-Research-99-066.pdf:6.68MB
原研では、シビアアクシデント条件下の照射済燃料からのFP放出挙動を調べるため、VEGA計画を進めている。同計画では、これまでの類似実験では得られなかった、3000の高温条件及び加圧雰囲気(1.0MPa)下における照射済燃料からの中・難揮発性FPや超ウラン元素の放出挙動を調べる予定である。特に、雰囲気圧力の影響を調べる試験は世界で初めてであり、本試験の最大の特徴と言える。第1回目のホット実験の前に、非放射性の揮発性CsI粉末を装置内で蒸発させ、装置の基本性能を確認するための実験を行った。その結果、エアロゾルフィルターの補修効率は約98%であること、設計通りにフィルターの下流側に到達するCsI量は微量であること、しかしながら、わずかに形成されたIガスはフィルターを通過し、コンデンサー前の低温配管へ凝縮することを明らかにした。
橋本 和一郎; 日高 昭秀; 五十嵐 実*; 杉本 純
Journal of Nuclear Science and Technology, 33(10), p.804 - 806, 1996/10
被引用回数：4 パーセンタイル：39.43(Nuclear Science & Technology)シビアアクシデント時における原子炉冷却系配管内のCsIエアロゾル挙動を把握するため、WAVE実験を実施している。今回の実験は過熱蒸気が沈着挙動に及ぼす影響を調べるために、キャリアガスとして窒素と過熱蒸気を使用して実施した。実験結果から配管下流側の沈着量を比べると、窒素中では自然対流の影響により床よりも天井の方が多くなったが、過熱蒸気中では逆に天井より床への沈着量が多くなった。粒径計測では過熱蒸気中の方が窒素中よりも質量中央径が大きくなっており、この影響で重力沈降による床への沈着が多くなったと考えられる。これは既存のエアロゾル成長モデルでは説明出来ない現象である。エアロゾル粒径分布はエアロゾル挙動に多大な影響を及ぼすため、今後は過熱蒸気中のエアロゾル成長機構を解明する必要がある。
日高 昭秀; 五十嵐 実*; 橋本 和一郎; 佐藤 治志; 吉野 丈人*; 杉本 純
Heat and Mass Transfer in Severe Nuclear Reactor Accidents, 0, p.577 - 587, 1996/00
シビアアクシデント時の原子炉冷却系内におけるCsIの沈着挙動を調べるために、小規模配管を用いたWAVE実験を実施し、結果を3次元熱流動解析コードSPRAC及びFPエアロゾル挙動解析コードARTを用いて解析した。実験では、配管内沈着量分布に強い非等方性が見られた。ARTによる解析では、配管軸方向に加えて配管断面を5つに細分割し、SPRACで計算された詳細な熱流動条件をそれらに与えることにより実験結果を適切に再現した。CsIの主な沈着機構は熱泳動または凝縮であることから、配管内のCsIの挙動を精度良く予測するためには、配管内の平均的な熱流動条件を用いる従来の手法では不十分で、配管断面内の3次元的な熱流動条件も考慮する必要があることを明らかにした。また、局所的なFPが沈着すると崩壊熱により再蒸発量が増大することから、ソースターム計算においても配管内の詳細な熱流動を考慮する必要性を指摘した。
宇賀神 光弘; 長崎 正雅*; 伊藤 昭憲
Journal of Nuclear Materials, 230(3), p.195 - 207, 1996/00
被引用回数：7 パーセンタイル：54.42(Materials Science, Multidisciplinary)U-Cs-Mo-I-O系における相反応を、CO-COガス平衡法により酸素ポテンシャルを種々変えて調べた。相の組成・析出形態をEPMAとX線回折とによって調べた。U-Cs-O系では、UO
+CsUO
2相領域の存在を確認した。CsUO
と気体ヨウ素を生成するCsIのUOによる分解反応について、酸素ポテンシャルのしきい値を決定した。UO-CsI反応に対するMo添加の影響についても調べた。また、ある酸素ポテンシャル範囲では、CsUOに対してCsMoO相が優勢に存在することを実証した。これらの実験に関連して若干の評価・解析を熱力学的計算により行った。
日高 昭秀; 橋本 和一郎; 杉本 純; 吉野 丈人*
Validation of Systems Transients Analysis Codes (FED-Vol. 223), 0, p.99 - 106, 1995/00
シビアアクシデント条件下の原子炉冷却系及び格納容器内におけるFPエアロゾルの挙動を調べるため、原研ではリスク評価用ソースターム解析コードTHALES-2のモジュールとしてART Mod2コードの開発を行っている。同コードの解析モデルの検証の一環として、配管内のFP沈着・移行挙動に関して原研の小規模配管を用いたWAVE実験及びCSNIの国際標準問題(ISP-34)として採用されたFALCON実験の解析を行った。また最近組み込んだ放射線分解、加水分解に関するヨウ素化学モデルを検証するため、ACE/RTF3B実験解析を実施した。その結果、ARTコードはそれぞれの実験に対して適切な解析能力を有すること、ソースタームを精度良く評価するためには、熱水力解析とFP挙動解析を密接に結合するとともに、化学反応を考慮しFPの化学形を適切に同定する必要があることを明らかにした。
内田 正明; 中村 仁一; 石井 忠彦
JAERI-M 92-177, 39 Pages, 1992/11
主にBWR燃料で問題にされてきた出力急昇破損について、炉外でのヨウ素応力腐食実験とベース照射を伴う出力急昇試験の接点を調べるため、未照射燃料にヨウ素を富化した状態で出力急昇試験を行った。ペレット-被覆ギャップ幅の調整などにより、応力的には実際の燃料破損が起こる条件よりやや低めの条件を設定した。ヨウ素雰囲気は、UO、MoO
とCsIの粉末を混合して制御した。3本の燃料棒を用い、次第に条件を強めて最後はヨウ素分圧を1気圧程度まで高めたが、破損は起こらなかった。この結果および過去の炉内応力腐食実験結果の考察から、炉外応力腐食実験は必ずしも実際の条件を模擬したものとはいえず、実際の出力急昇破損においてはヨウ素の寄与は小さいものと考えられる。
宇賀神 光弘
JAERI-M 92-065, 113 Pages, 1992/05
U-Cs-O-I-Mo系における相平衡に関して、現在利用可能な標準生成自由エネルギ値を用いて熱化学的計算を行なった。気体ヨウ素とCsUOあるいはCsUOとを生成するヨウ化セシウムと超化学量論的UO2との反応の開始に関して、300~1100
Cにおけるヨウ素分圧、酸素分圧及び酸素ポテンシャルが計算された。モリブデンの存在あるいは非存在下におけるCsI-UO反応の酸素ポテンシャルの計算しきい値は、そのばらつきの範囲内で、800Cにおける著者らの一組の実験値と一致した。CsI-UO反応を解釈するのに適切なU-Cs-O-I-Mo系における相平衡に関して計算コードPURPLEを開発した。
フラーレンのセシウム吸着材としての可能性の理論計算小林 孝徳; 横山 啓一
no journal, ,
二原子分子CsIの回転定数の違いを利用して、同位体選択的な
Csの回収を計画している。その際には、CsIは吸着しないがCsは吸着するような物質でCsを回収することが考えられる。われわれはCsIとCsの化学的性質の相違に着目し、フラーレンが吸着物質として望ましい可能性があることを予想した。この予想が妥当なものであるかどうかを確かめるため、量子化学計算を利用して、Cs, CsIなどとの相互作用エネルギーを計算した。また、土壌中に存在し、Cs
を吸収することで知られているイライトという鉱物のクラスターモデルについても同様の計算を行った。この結果から、フラーレンはCsIが沢山ある系の中からCsのみを取り出す吸着剤として適していると思われる。発表当日では熱力学的な考察についても行う予定である。
宮原 直哉; 三輪 周平; Gou
llo, M.*; 逢坂 正彦
no journal, ,
水蒸気雰囲気における原子炉冷却系内でのヨウ素及びセシウム化学挙動解明を目的として、ヨウ化セシウムの移行を再現した実験を実施した結果、水蒸気がヨウ化セシウムと反応して有意量のガス状ヨウ素が生成する等の結果が得られた。これらの挙動は、ホウ素がヨウ素及びセシウムの化学挙動に与える影響を評価するにあたって考慮すべきと考えられる。
石井 大翔*; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 鈴木 恵理子; 中島 邦久; 三輪 周平; 逢坂 正彦; 宇埜 正美*; 黒崎 健*
no journal, ,
原子炉構造材として使用されているステンレス鋼(SUS316)表面における液体ヨウ化セシウムの濡れ挙動を静滴法で評価した。その結果、液体ヨウ化セシウムは良く濡れ広がり、ヨウ化セシウムの酸化に伴ってヨウ素のみが再蒸発することが分かった。
