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C absorber material on melt progression and chemical forms of iodine or cesium under severe accident conditions日高 昭秀
Insights Concerning the Fukushima Daiichi Nuclear Accident, Vol.4; Endeavors by Scientists, p.341 - 356, 2021/10
Boron carbide (BC) used for BWR or EPR absorbers could cause phenomena that never occur in PWR with Ag-In-Cd absorbers during a severe accident (SA). BC would undergo a eutectic interaction with stainless steel and enhance core melt relocation. Boron oxidation could increase H
generation, and the change of liberated carbon to CH could enhance the generation of CH
I. HBO generated during BC oxidation could be changed to CsBO by combining it with cesium. This may increase Cs deposition into the RCS. There could be differences in the configuration, surface area, and stainless-steel to BC weight ratio between the BC powder and pellet absorbers. The present task is to clarify the effect of these differences on melt progression, and the iodine or Cs source term. Advancement of this research field could contribute to further sophistication of prediction tools for melt progression and source terms of the Fukushima Accident, and the treatment of CHI formation in safety evaluation.
宮原 直哉; 三輪 周平; Gou
llo, M.*; 井元 純平; 堀口 直樹; 佐藤 勇*; 逢坂 正彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(12), p.1287 - 1296, 2020/12
被引用回数：9 パーセンタイル：61.40(Nuclear Science & Technology)主にガス状ヨウ素の生成メカニズムに着目して原子炉冷却系におけるCsIの移行挙動を明らかにするため、温度勾配管を用いたCsIの移行再現実験を実施し、沈着物及び浮遊物の詳細分析を行った。その結果、ガス状ヨウ素が高温領域におけるCs-I-O-H反応体系の気相反応により生成し、速度論の効果によって化学形態を大きく変化させずに下流の低温領域に移行すること、凝縮したCsIの化学反応、すなわち、CsCrO化合物が生成する壁面への沈着CsIとステンレス鋼の化学反応、またはエアロゾルとなったCsIと水蒸気との化学反応により、ガス状ヨウ素が生成することを明らかにした。
C制御材がシビアアクシデント時の炉心溶融過程およびヨウ素やセシウムの化学形に与える影響日高 昭秀
日本原子力学会和文論文誌, 14(1), p.51 - 61, 2015/03
原子炉の制御材としてBWR等で使用されているBCは、PWRで用いられているAg-In-Cd制御棒材では見られない現象をシビアアクシデント時に引き起こし、炉心の溶融過程、H発生量、ソースターム等に影響する。炉心の溶融過程では、BCはステンレス被覆管と共晶反応を起こし、融点以下でステンレスを液化させて炉心溶融を促進する。H発生量では、Bが酸化して発生量を増加させるとともに、遊離したCはCHに変化し、ヨウ素と結合することにより、ガス状のCHIを生成させる。また、酸化過程で生じたHBOはCsBOを生成させ、原子炉冷却系内へのCs沈着量を増加させる。当面の課題は、粉末状のBC制御棒ブレードと、ペレット状のBC制御棒では、形状や表面積、BCとステンレスとの重量比等に差があり、そのことが実際の溶融進展やBCの酸化挙動、あるいは放射性物質の化学形や環境中への放出にどのように影響するのかを解明することである。今後、この分野の研究を進展させることにより、福島事故の炉心溶融進展やソースタームの高精度予測、安全評価における有機ヨウ素の扱い等に有用な知見を提供すると期待される。
丸山 結; 柴崎 博晶*; 五十嵐 実*; 前田 章雄; 原田 雄平; 日高 昭秀; 杉本 純; 橋本 和一郎*; 中村 尚彦*
Journal of Nuclear Science and Technology, 36(5), p.433 - 442, 1999/05
被引用回数：9 パーセンタイル：57.31(Nuclear Science & Technology)原研の配管信頼性実証試験(WIND)計画において、軽水炉のシビアアクシデント時における原子炉冷却系配管内壁へのエアロゾル沈着挙動を明らかにするためにエアロゾル沈着試験を実施した。本試験では、水平直管から成る長さ2m及び内径約0.1mの試験部にヨウ化セシウムエアロゾルを導入した。高温の過熱蒸気雰囲気下においてもヨウ化セシウムの著しい分解は観測されなかった。本試験及びWINDFLOWコードを用いた熱流動解析の比較から、ヨウ化セシウムの空間沈着分布が自然対流に起因する二次流れの形成に強く影響されることが明らかとなった。主要沈着メカニズムは、エアロゾル搬送気体、試験部内壁の温度及び両温度の差に依存するヨウ化セシウム蒸気の凝縮及びエアロゾルの熱泳動であると評価した。
丸山 結; 五十嵐 実*; 橋本 和一郎; 中村 尚彦*; 日高 昭秀; 杉本 純
Transactions of the American Nuclear Society, 75, p.273 - 274, 1996/00
軽水炉のシビアアクシデント時には、原子炉冷却系配管内におけるエアロゾルの沈着挙動が、ソースターム及び配管の構造健全性に多大な影響を及ぼす。原研では、水平直管内におけるCsIエアロゾルの沈着特性を明らかにするために、配管信頼性実証試験(WIND)計画の中でエアロゾル沈着試験を実施している。長さ2m、内径約10cmの配管を用いて、これまでに3回の試験を実施した。試験の結果から、配管内を流れる気体の流動状態がエアロゾル沈着特性に強く影響することが明らかとなった。流れの状態が層流で、気体温度が配管壁温度を上回る場合には、熱泳動により配管天井部により多くのエアロゾルが沈着すること、一方乱流の場合には、気体の十分な混合により、ほぼ均一に沈着するという結果が得られた。
日高 昭秀; 五十嵐 実*; 橋本 和一郎; 佐藤 治志; 吉野 丈人*; 杉本 純
Journal of Nuclear Science and Technology, 32(10), p.1047 - 1053, 1995/10
被引用回数：16 パーセンタイル：78.83(Nuclear Science & Technology)シビアアクシデント条件下の原子炉冷却系内におけるCsIエアロゾル/蒸気の移行及び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次元熱水力解析コードSPRAC及びFPI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、配管上流部において床に、配管下流部において床よりも天井により多くのCsIが沈着する傾向が見られた。ARTコードによる解析では、配管軸方向に加えて配管断面を4つの扇形に細分割し、SPRACコードによって得られた詳細な熱水力計算結果をそれらに与えることによって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、従来行われてきた配管内のガス平均温度及び流速を用いてFP沈着を計算する手法だけでは不十分で、配管断面内の詳細な熱水力条件も考慮する必要があることが明らかになった。
XY crystals; RbZnI,TlZnI,and CsHgI下司 和男
Japanese Journal of Applied Physics, 24(SUPPL.24-2), p.387 - 389, 1985/00
被引用回数：110 パーセンタイル：96.23(Physics, Applied)化学式AXYをもつ化合物の中で、SrGeS型構造(単斜晶,空間群:P2
/m)をもつ一群の結晶が存在するが、その相転移および誘電性の研究は非常に少ない。このグループに属するRbZnI,TlZnI,CsHgIの単結晶を育成し、その誘電性を液体ヘリウム温度~室温の間で調べた。RbZnIでは、-211
C,-265.7C,TlZnIでは-64.5Cにそれぞれ誘電異常を伴う相移転が新たに見出された。CsHgIでは4.2K以上に相転移は見られない。結晶構造および、誘電履歴曲線の観察から、TlZnIは-64.5C以下で強誘電体となることが分った。
Rizaal, M.; 三輪 周平; 鈴木 恵理子; 井元 純平; 逢坂 正彦; Goullo, M.*
no journal, ,
The gaseous species interaction with the early FP deposits (mostly Cs and I) on the surface of reactor coolant system (RCS) material is considered as one of the factors of gaseous iodine generation at late phase and could affect the containment atmosphere. In this study, we investigated the reaction of CsI deposit formed on stainless steel type 304 L with steam-boron flow. The experiments for reproducing the RCS temperature gradient in the range of 1000-400 K showed a significant depletion of CsI at 850 K, resulted in formation of low volatile cesium borates on the former surface and simultaneously released gaseous iodine that could reach a range below 400 K.
Rizaal, M.; 三輪 周平; 鈴木 恵理子; 井元 純平; 逢坂 正彦; Goullo, M.*
no journal, ,
We experimentally investigated the revaporization behavior of deposited CsI on the surface of structural material such as stainless steel in a subsequent high-temperature steam flow (i.e., reflood of the reactor at severe accident). The experimental results showed that the deposited CsI at 850 K could be vaporized, leaving the formation of CsCrO on that once-deposited surface and consequently giving an increase of iodine release observed below 400 K.
日高 昭秀
no journal, ,
原子力機構が1990年代に実施したシビアアクシデント条件下の配管内FPエアロゾル挙動に関するWAVE実験及びWIND実験について主要な成果を報告する。配管内への沈着挙動は、多くの場合、熱泳動や凝縮で説明でき、従来モデルで再現できた。しかしながら、WAVE実験では、配管に沿って温度勾配がある場合や上向き配管などにおいて配管内に2次流れが生じる時、従来の主流の熱水力条件のみに基づく沈着計算では実験結果を再現できず、配管断面のノードを複数に分割し、2次流れを考慮した計算を行う必要があった。WIND実験では、冷却材中のHBOがセシウムの沈着挙動に与える影響を調べ、CsBOが生成されて沈着量が増える結果を得た。その実験結果及び化学的な解析結果について報告する。これらの報告は、インドにおける原子力の平和的利用及びその人材育成活動に資すると考えられる。
