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柴 茂樹*; 岩橋 大希*; 大川 剛*; 郡司 智; 井澤 一彦; 須山 賢也
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 9 Pages, 2023/05
原子力規制委員会は2014年より日本原子力研究開発機構と共同して実際の燃料デブリを模擬した模擬燃料デブリの臨界性を判断するための実験に取り組んでいる。日本原子力研究開発機構は模擬燃料デブリの特性を解明することを目的とした燃料デブリを模擬した臨界実験を実施するためSTACY(STAtic experiment Critical facilitY)を改造した。そこでは3種類のSTACY更新炉の炉心構成が提案されている。STACY更新炉での臨界実験では、提案した炉心構成が溶融炉心-コンクリート相互作用デブリを代表するものかどうかを判断することが重要である。本研究では、擬似燃料デブリと減速材の体積比(V
/V
)を考慮した擬似燃料デブリ・モデルを構築し、SCALE6.2の感度及び不確かさ解析手法の実装のためのツール-指標及びパラメータ(Tools for Sensitivity and Uncertainty Analysis Methodology Implementation-Indices and Parameters: TSUNAMI-IP)を用いて、修正STACY炉心形状と疑似燃料デブリ・モデルの間の不確かさに基づく類似性値(C
)の算出を行った。その結果、我々が提案したSTACY更新炉の炉心に装荷される構造材棒は、V/V値を通じて疑似燃料デブリ模型と高い類似性を持つことが示された。C値への主な寄与は、極めて高いコンクリート成分を含む疑似燃料デブリモデルを除き、
U 
, U 
, 
Fe (n,
)であった。
鷲谷 忠博
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)の事故は、溶融継続時間,炉心構成及び海水注入などがTMI-2の事故と異なるため、炉心内部で生成した燃料デブリも異なると推定される。よって、燃料デブリ取出し時には、その特性を把握した上で安全性を確保し、特性に応じた治具や収納容器等を準備する必要がある。また、取出し後の処理処分の検討を行う場合には、燃料デブリ処置(保管・処理・処分)方策の全体シナリオを検討するとともに溶解性や化学的安定性、含水特性等の把握と模擬デブリや実デブリを用いた処理、収納・保管に係る試験を実施し、燃料取出し後の長期保管及び処理処分の見通しを得ておく必要がある。これら燃料デブリの特性把握及び処置方策の検討等に必要とされる研究開発を行うことにより、廃炉・汚染水対策を円滑に進めることを目的として実施している。本報告では、これまでの実施されてきたデブリ特性把握に関する研究開発の状況について報告する。
(Zr,U)の機械的性質評価星野 貴紀; 池内 宏知; 鈴木 誠矢; 岡村 信生; 渡部 雅之; 小泉 健治
no journal, ,
過去の知見や解析結果から、福島第一原子力発電所の燃料デブリは酸化物だけでなく金属相の存在も示唆されている。そこで、炉内に存在する主な金属成分であるFe, Zrを主とした金属相の機械的性質を取得した結果、FeZr型金属デブリは酸化物と同等の機械的性質と見做せることを確認した。
森本 恭一; 廣岡 瞬; 赤司 雅俊; 渡部 雅; 米野 憲; 小笠原 誠洋*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の炉心にはGdO
を含むUO燃料が装荷されていることから、デブリに係る一連の評価の中ではGdの影響について評価しておく必要がある。同時に、炉心からのデブリ取出し作業において溶融燃料の再配置による再臨界への懸念から、炉内のGdの分布状態を把握することも極めて重要な課題となっている。本研究ではGd含有模擬デブリ試料:(U
Gd
Zr
)O
を調製して融点を測定し、溶融固化した試料のGdの分布状態や熱伝導率などを評価することにより、模擬デブリ中のGdの状態や基礎特性について評価した。この結果、模擬デブリ中のGdはデブリ内に均質に分布することが確認された。また、融点は(U
Zr)Oと同程度、熱伝導率は(UZr)Oの溶融試料に比べて低いことがわかった。
仁科 匡弘; 廣岡 瞬; 森本 恭一
no journal, ,
本研究では、収納・保管に影響を与える燃料デブリ特性として重要となる酸化挙動について、燃料と被覆管の主成分であるジルコニウムからなるMOX模擬デブリを用いて評価するとともに、酸化時のMOX模擬デブリの性状変化をSEM観察およびX線回折測定により評価した。
荻野 英樹; 矢野 公彦; 高野 公秀; 鷲谷 忠博; 宮本 泰明; 川野 昌平*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉作業に向けて燃料デブリの性状を推定する燃料デブリの性状把握プロジェクトについて、全体概要を報告する。
冨永 亜希; 菖蒲 敬久; 佐藤 志彦; 城 鮎美*; 桑水流 理*; 宇埜 正美*
no journal, ,
模擬デブリを作製し、破壊試験中のX線CTによる内部変形観察及びX線回折法によるひずみ計測を行った。予測困難と言われている模擬デブリの破壊強度に材料強度の観点からアプローチすることを目的とする。SPring-8にあるJAEAビームラインBL22XUにて、X線CTとX線回折法を用いた測定を行ったその結果を報告する。このCT画像の中に、ZrO相,AlO相,空隙それぞれを確認した。このサンプルのX線回折からのひずみ解析は、試料中央を含む厚さ0.1mm程度の平板の平均ひずみより得た。解析結果、この2相からの格子ひずみの和がマクロひずみよりも小さい結果を得、これが空隙の変形量であると予測している。
冨永 亜希; 菖蒲 敬久; 佐藤 志彦; 辻 卓也; 松村 大樹; 城 鮎美*; 桑水流 理*; 宇埜 正美*
no journal, ,
イメージング法とXAFS法の特徴である元素選択性に着目し、対象となる元素の吸収端近傍のエネルギー走査を行い、対象となる元素を多く含んだ利用域の特定、及びその結晶構造、価数といった情報を取得するCT-XAFS法をBL22XUに構築することを目的として開発を行った。本研究では、共晶反応を利用し1800
CでUOとBOを溶融凝固させて作成した模擬燃料デブリに放射光を照射し、X線CT法により内部観察を行った。内部を確認した後、U-LIII端周辺のエネルギーでCT像を取得した。