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論文

Development of an ${it in-situ}$ continuous air monitor for the measurement of highly radioactive alpha-emitting particulates ($$alpha$$-aerosols) under high humidity environment

坪田 陽一; 本田 文弥; 床次 眞司*; 玉熊 佑紀*; 中川 貴博; 池田 篤史

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1030, p.166475_1 - 166475_7, 2022/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:40.11(Instruments & Instrumentation)

福島第一原子力発電所(1F)の長期的な廃止措置において、損傷した原子炉に残存する核燃料デブリの取り出しは、技術的に多くの困難を伴う不可避の重要課題である。デブリ取り出しは機械的な切断を伴い、$$alpha$$放射性核種を含む微粒子($$alpha$$エアロゾル)が高濃度で発生し、吸入時の健康リスクが大きい。1Fの解体・廃止措置における作業員の放射線被ばくを最小化するためには、粒子の発生場所である原子炉格納容器(PCV)内における$$alpha$$エアロゾルの濃度を監視することが重要である。このため、$$alpha$$エアロゾルのin-situモニタリングシステム(in-situ alpha air monitor: IAAM)を開発し、1Fの実環境で想定される条件下でその技術的性能を検証した。IAAMは次の4つの技術的要求を満たすことが確認された。(1)高湿度下での安定動作、(2)フィルターレス動作、(3)高計数率の$$alpha$$線測定能力、(4)高バックグラウンドの$$beta$$/$$gamma$$線下でも$$alpha$$線が選択的に測定できること。IAAMは、高湿度環境(相対湿度100%)及び$$beta$$/$$gamma$$線高バックグラウンド(最大100mSv/hの$$gamma$$線)下で、濃度3.3 $$times$$ 10$$^{2}$$ Bq/cm$$^{3}$$以上の$$alpha$$エアロゾルを計数の飽和なしに、選択的に測定することが可能であることが確認された。これらの結果は、IAAMが燃料デブリの解体時及び1Fの長期的な廃止措置全体において、信頼性の高い$$alpha$$エアロゾルのモニタリングシステムとして利用できる可能性を示すものである。

論文

Integration of pool scrubbing research to enhance source-term calculations (IPRESCA) project

Gupta, S.*; Herranz, L. E.*; Lebel, L. S.*; Sonnenkalb, M.*; Pellegrini, M.*; Marchetto, C.*; 丸山 結; Dehbi, A.*; Suckow, D.*; K$"a$rkel$"a$, T.*

Proceedings of 19th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-19) (Internet), 16 Pages, 2022/03

Pool scrubbing is a major topic in water cooled nuclear reactor technology as it is one of the means for mitigating the source-term to the environment during a severe accident. Pool scrubbing phenomena include coupled interactions between bubble hydrodynamics, aerosols and gaseous radionuclides retention mechanisms under a broad range of thermal-hydraulic conditions as per accident scenarios. Modeling pool scrubbing in some relevant accident scenarios has shown to be affected by substantial uncertainties. In this context, IPRESCA (Integration of Pool scrubbing Research to Enhance Source-term CAlculations) project aims to promote a better integration of international research activities related to pool scrubbing by providing support in experimental research to broaden the current knowledge and database, and by supporting analytical research to facilitate systematic validation and model enhancement of the existing pool scrubbing codes. The project consortium includes more than 30 organisations from 15 countries involving research institutes, universities, TSOs, and industry. For IPRESCA activities, partners join the project with in-kind contributions. IPRESCA operates under NUGENIA Technical Area 2/SARNET (Severe Accident) - Sub Technical Area 2.4 (Source-term). The present paper provides an introduction and overview of the IPRESCA project, including its objectives, organizational structure and the main outcomes of completed activities. Furthermore, key activities currently ongoing or planned in the project framework are also discussed.

論文

Three-dimensional thermo-fluiddynamic analysis of gas flow in hot leg with fission product deposition

丸山 結; 五十嵐 実*; 中村 尚彦; 橋本 和一郎; 杉本 純

The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering, Vol. 3, 0, p.1247 - 1251, 1995/00

原子炉配管内における熱流動挙動は、FPの挙動及び構造健全性に多大な影響を及ぼす。原研では、配管信頼性実証試験(WIND)計画の中でPWRホットレグ内における熱流動解析を実施している。本解析では、ホットレグ内壁に沈着したFPから放出される崩壊熱及びホットレグ入口における流体速という2つのパラメータの影響を調べた。両パラメータの流体温度の軸方向分布には大きな影響を与えたが、ホットレグ断面の流動パターンにはあまり影響しなかった。ホットレグ内流体の対流(中心部で上昇流、内壁に沿った下降流)の形成が予測された。熱流動挙動が及ぼすFPエアロゾル沈着及び配管の構造健全性への影響を考察した。

口頭

An In-situ alpha air monitor for the retrieval of fuel debris at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

本田 文弥; 坪田 陽一; 玉熊 佑紀*; 床次 眞司*; 池田 篤史; 中川 貴博

no journal, , 

福島第一原子力発電所の燃料デブリ回収時には、$$alpha$$粒子を中心とした大量の放射性エアロゾルが発生することが予想される。周辺環境や人が立ち入るエリア周辺の汚染防止の観点から、一次格納容器(PCV)内の空気中の放射性物質の放射能濃度を測定することが重要である。特に、吸入時の実効線量係数が高い核種を含む微粒子(エアロゾル)の濃度を監視する必要がある。本発表では、フラット型フローパス(FFP),エアヒーター,ZnSシンチレータ,マルチアノード光電子増倍管を組み合わせて、エアロゾルを直接測定するin-situ$$alpha$$空気モニター(IAAM)を開発した。このモニターは、高湿度下で動作し、最大計数速度が約2.1$$times$$10$$^{7}$$cpmであることが求められている。この2つの要求を達成するために、モニターは検出器を過熱させずに空気を十分に乾燥させ、粗い粒子の検出を抑えるように設計した。また、本研究では、開発したIAAMにFFPを改良したものを用いて、基本的な性能試験を行った。その結果、FFPの入口を80$$^{circ}$$Cに加熱することで、空気の湿度を30%RH以下に保つことができた。また、FFPを縦置きにし、吸気口に曲げ物を設けることで、粗い粒子を約1/2-1/3に低減することができた。これらの成果により、内部被ばく評価の観点から、エアロゾルをより正確に測定可能となった。

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