高温蒸気と壁構成材料の化学反応による可燃性ガス発生に関する数値シミュレーション

高瀬 和之; 小瀬 裕男*; 藤井 貞夫*

第17回数値流体力学シンポジウム講演要旨集, p.B2_2_1 - B2_2_4, 2003/12

温度や圧力の条件によっては、冷却材が原子炉構成材料と化学的に反応し、水素,酸素,メタン等を生成することが考えられる。これらは可燃性ガスであり、その取り扱いは十分な注意が必要であるが、原子炉条件下における化学反応挙動を実験的に調べることは容易ではない。そこで、著者らは熱流動に起因する化学反応時の生成物質の反応安全性を数値的に検証することを目的として、物質と流体間の相変化挙動を解析するコードの開発を行っている。今回、著者らが改良を加えた物質拡散モデルと気相,液相,固相を統一的に解く3次補間擬似粒子法の採用により、従来は蒸気と黒鉛表面間での反応挙動予測範囲を黒鉛内部にまで拡張できる見通しを得た。

模擬可燃性廃棄物の燃焼に伴う放出ソースターム評価

阿部 仁; 渡邊 浩二*; 田代 信介; 高田 準一; 内山 軍蔵

JAERI-Research 2001-052, 18 Pages, 2001/11

JAERI-Research-2001-052.pdf:1.83MB

核燃料施設での火災事故事象を定量的に解析するためには、煤煙粒径分布や煤煙及びエネルギー放出速度等の放出ソースタームデータの整備が不可欠である。固体廃棄物や回収溶媒を模擬した模擬可燃性廃棄物を用いた燃焼試験を実施し、これら放出ソースタームの評価方法を検討した。模擬可燃性廃棄物としてゴム手袋と綿手袋が混在した場合、粒径が1m以上の比較的大きな煤煙が綿手袋の炭化した残留物中に閉じ込められ、ゴム手袋のみの場合と比べて煤煙の放出率が低くなった。ゴム手袋の燃焼に伴う試験結果をもとに安全性解析コードCELVA-1Dを用いて上記ソースタームを評価した。CELVA-1D評価結果は事故解析ハンドブック(NUREG-1320)中で推奨されている計算パラメータを用いた計算結果とほぼ一致し、本試験でのCELVA-1Dを用いた放出ソースターム評価手法の妥当性が確認できた。

ウラン濃縮研究棟火災事故調査委員会報告書

ウラン濃縮研究棟火災事故調査委員会

JAERI-Review 98-011, 151 Pages, 1998/03

JAERI-Review-98-011.pdf:6.69MB

昨年11月20日に発生したウラン濃縮研究棟の火災について、事故調査委員会が関係者へのインタビュー、試料の分析・評価等を行い、学識経験者等の意見を聴取して、火災事故の原因、連絡通報、初期消火活動の状況を明らかにするとともに、事故の再発防止策並びに的確なる初期対応への改善策をまとめたものである。

ハルデン炉照射試験用燃料要素の製作 -DuplexタイプのMOX-Gd燃料の製造技術開発-

加藤 正人; 豊島 光男; 飯村 直人; 上村 勝一郎

PNC TN8410 97-065, 147 Pages, 1997/03

PNC-TN8410-97-065.pdf:64.31MB

水炉用MOX燃料の高燃焼度化を達成する方策として有効な,ガドリニア添加MOX燃料の照射挙動及び健全性評価を目的に、ノルウェーのハルデン炉で行う照射試験用燃料として中空ペレットスタックの中空部にガドリニア棒を挿入したDuprexタイプ燃料を含む24本の燃料要素を製造した。本報告書では、照射試験燃料製造の過程で得られた種々の知見について、ガドリニア棒の開発、燃料ペレットの製造及び燃料要素の加工の各段階に分けてまとめた。1. ガドリニア棒の開発バーナブルポイズン量を同一に保ちながら、セラミック棒の強度を保持するためGd2O3棒以外に、希釈材を添加した太径の棒も開発することにした。そのため、希釈材としてZrO2を採用した。Gd0.405Zr0.595Oy、Gd0.5Zr0.5Oyの試料を製作し、融点、熱安定性等の測定を行った。融点はそれぞれ、2510及び2360を得、Gd0.405Zr0.595Oyは蛍石型構造が安定で、1700まで形状変化がなく、Gd0.5Zr0.5Oyはパイロクロア構造が現れることを確認した。また、照射材料としてGd0.405Zr0.595Oy及びGd2O3の細径長尺棒を押し出し成形で製作し、1700まで形状が変化しないことを確認し、照射材料として十分に供与できることを確認した。2. 燃料ペレットの製造(1) 使用する原料粉末の焼結特性を把握し、対策を施す(本試験においては、使用するPuO2粉末を粉砕することにより焼結性を向上させ、一方の天然UO2粉末は、800で熱処理することにより焼結性を抑制し両者の焼結時の収縮特性を合わせた。)ことによりペレット密度約95%TDを得ることが出来た。(2) ウイズドロアル式プレス機での成形時の上下圧バランスの状態を、上パンチ停止後にダイ停止させることにより、焼結後のペレット形状が台形になるのを防ぐのに適切な条件であることを見い出した。3. 燃料要素の加工ガドリニア棒入り燃料要素の製造は、半自動で行ったことから特に問題は発生しなかった。しかし、今後、大量生産を可能にするためには、自動化は不可欠である。そのため、設計段階での工夫が必要である。特に、ガドリニア棒径と中空ペレットの内径の差は、自動化レベルとの兼ね合いで最適化を図る必要がある。

金属廃棄物からのガス発生評価(研究委託内容報告書)

和田 隆太郎*; 西村 務*; 藤原 和雄*; 降矢 喬*; 田邉 誠*

PNC TJ1058 97-002, 430 Pages, 1997/03

PNC-TJ1058-97-002.pdf:24.97MB

TRU廃棄物を構成する金属材料の腐食による水素ガス発生量を定量的に評価するための第1段階として、ハル・エンドピースの構成材料であるジルカロイ及びステンレス鋼の処分環境下における腐食機構や水素ガス発生挙動等について文献調査を行うと共に、これらの試験片について密閉容器を用いて還元条件下で海水系模擬地下水(pH10、12.5)中に浸漬して(30、50)、水素ガス発生量の経時変化を180日間に渡って測定した。併せて、浸漬試験前後の試験溶液や試験片について各種分析を行った。(1)ジルカロイ-4の腐食による水素ガス発生量から算出した等価腐食速度(Zr+2H2OZrO2+2H2と仮定)は、大略10-410-3m/yのオーダーであったが、PH12.5の強アルカリ性溶液中では醋イオン(HZrO3-)の生成に起因すると考えられる腐食速度増大の可能性が示唆された。(2)ステンレス鋼(SUS304)の腐食による水素ガス発生量から算出した等価腐食速度(3Fe+4H2OFe3O4+4H2と仮定)は、pH12.5の強アルカリ性溶液中では大略10-410-3m/yのオーダーであったが、pH10の溶液中では、孔食状の局部腐食の発生に起因すると考えられる等価腐食速度の増大が、特に50の試験において明瞭に認められた。(3)今後の検討課題以上の研究結果より今後検討すべき課題としては、超高アルカリ性溶液中のでの腐食による水素ガス発生挙動評価、還元条件下におけるステンレス鋼の局部腐食挙動評価、長期に渡る水素ガス発生挙動評価試験、材料側因子の影響評価等が挙げられた。

ヘリウム・空気置換流の流量測定と傾斜管内の流れの可視化

文沢 元雄; 菱田 誠

可視化情報学会誌, 15(SUPPL.2), p.169 - 172, 1995/10

核熱プラントでは可燃性気体の製造が計画されている。可燃性気体を内蔵する容器又は配管が破損した場合、安全性の見地から、気体の流入・流出挙動を調べることは必要である。このための基礎的研究として、破損配管(傾斜管)でのヘリウム(軽い可燃性気体を模擬)と空気(容器や配管周囲の大気を模擬)の置換流挙動を調べた。流れの可視化はスモークワイヤ法で行い、流量測定は質量変化法を用いて行った。その結果、傾斜管内で上側を軽い気体、下側を重い気体が流れる分離流を形成すること、及び可視化観察による最大流束は質量変化法とピストン流モデルでの解析を組合せた方法で得られた分離流の平均流速の約2倍であることがわかった。

再処理施設設置(変更)承認申請書 昭和63年7月

not registered

PNC TN1700 93-012, 107 Pages, 1993/01

PNC-TN1700-93-012.pdf:2.35MB

2. 変更の内容昭和55年2月23日付け54動燃(再)63をもって提出し,別紙-1のとおり設置変更承認を受けた再処理施設設置承認申請書の記載事項のうち下記の事項を別紙-2のとおり変更する。3. 再処理施設の位置,構造及び設備並びに再処理の方法3. 変更の理由(1) 再処理施設及び高レベル放射性物質研究施設から発生する低放射性の可燃性廃棄物の焼却炉の更新のため。(2) プルトニウム転換技術開発施設において再処理施設以外から受け入れる硝酸ウラニル溶液の受け入れ機能の追加のため。4. 工事計画当該変更に係る工事計画は,別紙-3のとおりである。

低レベル廃棄物処理開発施設(設計データ1); 昭和62年度貯蔵低放射性固体廃棄物の調査

稲田 栄一; 小圷 正之; 須藤 光男*; 吉田 充宏; 箕内 洋之; 岡本 哲也*; 酒井 光雄

PNC TN8450 91-005, 103 Pages, 1991/02

PNC-TN8450-91-005.pdf:2.7MB

東海事業所再処理工場等から発生した低放射性固体廃棄物のうち、難燃物、不燃物、及び一部の可燃物はドラム缶やコンテナに収納され、第一低放射性固体廃棄物貯蔵場、並びに第二低放射性固体廃棄物貯蔵場に貯蔵、保管される。これらの廃棄物を減容安定化処理することを目的とした低レベル廃棄物処理開発施設(以下LWTFという)の設計を実施しており、施設設計を進める上で処理対象廃棄物を明確にする必要が有るため本調査を実施した。調査対象は、再処理工場の運転状況を踏まえた代表的な3ケースとし、昭和62年、63年、及び平成2年度について調査することとした。本調査書は、先ず昭和62年度に発生した廃棄物を対象に、ドラム缶及びコンテナに収納された低放射性固体廃棄物の種類、数量、性状等について調査を行ったものである。調査対象廃棄物は、昭和62年度にドラム缶、またはコンテナに封入された低放射性固体廃棄物とし、その種類、数量等を明らかにした。調査結果は、以下の通りであった。1,全体廃棄物の割合は、可燃物が約9%、難燃物Iが約14%、難燃物IIが約8%、不燃物が約69%であった。2,ドラム缶の最大重量は、普通ドラム缶で325kg/本(不燃物)、マルチドラム缶で272.5kg(不燃物)であった。

JMTR可燃性毒物燃料の開発

小山田 六郎; 中山 富佐雄

JAERI-M 9434, 67 Pages, 1981/04

JAERI-M-9434.pdf:4.23MB

この論文は、JMTR用可燃性毒物燃料の開発のために行った、燃料板及び天然ほう素入り側板の試作、並びにこれらの照射試験及び照射後試験の結果について報告するものである。燃料芯材のウラン含有率を現在の22w/oから30w/oに増加するために、燃料枚の製作は粉末冶金法によった。また、ほう素入り側板の製作は燃料板とほぼ同様の工程によった。照射試験及び照射後試験は満足すべき結果が得られた。ただし、同じ条件下で照射された4枚の燃料板のうちの1枚に酸化膜の剥離が観察されたが、なぜ1枚の燃料板にのみにかかる現象がみられたかの原因を明確にすることかできなかった。上記試験に加えて、燃料要素の及び全炉心での照射試験が予定されていた。しかし諸般の情勢によりプログラムは中止となった。

低レベル放射性固体廃棄物の物質構成

町田 忠司; 鈴木 正樹

保健物理, 10(1), p.17 - 21, 1975/01

https://doi.org/10.5453/jhps.10.17

東海研究所の20を越す施設から、5つの代表施設を選び、この施設から排出される可燃性廃棄物および不燃性廃棄物をそれぞれ50個(カートン)を抽出して、その中に含まれている物質を正確に分類し、その定量測定を行った。この結果から廃棄物の物質構成を推計したところ、プラスチックス、ウエス、紙が多く、これだけで75%に達した。このほか木、繊維、ゴムなどを可燃性物質として取り扱うと、88.8%が焼却処理の対象となることが明らかになった。また研究者が行っている可燃物の分類には30%前後の誤りが認められたが、不燃物については10%前後であることがわかった。

メタンガス3次元可視化システムの開発および計測事例

本島 貴之*; 白瀬 光泰*; 佐ノ木 哲*; 宮川 和也

no journal, , 

トンネルや地下空洞などの地下構造物を建設する際には、地盤から自然由来のメタンガスが発生し、爆発事故や酸欠事故などの災害が発生する場合があり、安全・法令の両面からメタン等の可燃性ガスを計測管理することは重要である。しかし、従来の固定式センサ等による計測では、ガス噴出箇所の特定等の面的・立体的なガス分布の把握は難しいという問題があった。そのため、本検討では3次元レーザースキャナとメタンセンサを組み合わせて空間内のメタン濃度分布を検知し、かつ、空間形状も同時に計測・表示して濃度分布と噴出箇所の可視化を行う計測システム開発を行った。計測事例として、幌延深地層研究センターの地下350m坑道にてメタン濃度を計測した結果についても報告する。