An Analytical model to decompose mass transfer and chemical process contributions to molecular iodine release from aqueous phase under severe accident conditions

Zablackaite, G.; 塩津 弘之; 城戸 健太朗; 杉山 智之

Nuclear Engineering and Technology, 56(2), p.536 - 545, 2024/02

https://doi.org/10.1016/j.net.2023.10.030

Radioactive iodine is a representative fission product to be quantified for the safety assessment of nuclear facilities. In integral severe accident analysis codes, the iodine behavior is usually described by a multi-physical model of iodine chemistry in aqueous phase under radiation field and mass transfer through gas-liquid interface. The focus of studies on iodine source term evaluations using the combination approach is usually put on the chemical aspect, but each contribution to the iodine amount released to the environment has not been decomposed so far. In this study, we attempted the decomposition by revising the two-film theory of molecular-iodine mass transfer. The model involves an effective overall mass transfer coefficient to consider the iodine chemistry. The decomposition was performed by regarding the coefficient as a product of two functions of pH and the overall mass transfer coefficient for molecular iodine. The procedure was applied to the EPICUR experiment and suppression chamber in BWR.

Measurement of the equivalent fundamental-mode source strength

G.D.Spriggs*; R.D.Busch*; 桜井 健; 岡嶋 成晃

Transactions of the American Nuclear Society, 76, p.374 - 375, 1997/06

外部/内部中性子源を有する未臨界増倍体系では、通常、中性子束の基本モード分布を仮定して増倍係数(keff)等を求める。一方、実際の体系では、中性子源に基づく中性子束分布は点状分布(外部中性子源の場合)や一様分布(内部中性子源の場合)となり、基本モード分布の仮定と異なる。そこで、外部/内部中性子源による中性子束分布が基本モード分布に相当する場合の中性子源強度(等価基本モード中性子源強度)へ換算する因子(g)を導入して、中性子束分布の相違による未臨界増倍体系での増倍係数(keff)等への影響を考慮した。実例として、日本原子力研究所(JAERI)の高速炉臨界集合体(FCA)のXIX-1炉心で等価基本モード中性子源強度を測定した。

ICRF波のトカマク内励起に関する研究現状の調査

福山 淳*

JAERI-M 85-052, 44 Pages, 1985/05

JAERI-M-85-052.pdf:1.26MB

ICRF波のトカマク内励起に関する研究現状の調査を行なった報告書である。プラズマのモデル、伝播方程式数値解法について降れ、種々のモデル手法とその問題点を整理したもので、理論解析の現状を進展について述べる。

Kinetic theory of global n=1 instabilities in toroidal plasmas

伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 津田 孝; 徳田 伸二

Journal of the Physical Society of Japan, 53(5), p.1759 - 1774, 1984/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.53.1759

円型断面トカマク中の巨視的(n=1)不安定性について粒子運動学的方法によって無衡突の極限での安定性を調べた。プラズマの圧力勾配、波と粒子の相互作用や有限ラーマー半径効果等が考慮され、ポロイダル断面内の構造が解かれた。固定境界条件のもとで、m=1内部/テアリングモード、バルーニングモード、及びm=2テアリングモードが同定された。プラズマ圧力等のパラメータに対し、MHD型不安定性と粒子運動学的不安定性の遷移を示した。m=2テリアリングモードはトロイダル効果により安定化され得る。エネルギー積分を用いて解析的な見通しを得た。

Kinetic theory of electromagnetic high-n ballooning instabilities

伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 徳田 伸二; 津田 孝

Nuclear Fusion, 22(8), p.1031 - 1047, 1982/00

https://doi.org/10.1088/0029-5515/22/8/003

短波長静電バルーニングモードの数値解析を行なった。イオンと電子の正確な応答とトロイダル効果を取入れる事に留意した。トロイダルプラズマ中の静電モードにはドリフト波とバルーニングモードがあることを確認し相互の関連を調べた。アスペクト比、磁気シア、波長、温度比、電子温度勾配についての依存性を調べた。特徴的周波数は成長率より小さく、成長率はドリフト周波数程度である。特に、波の伝幡方向がパラメータによって変わる。マイクロ波数乱法により実験で測定される微視的揺動は静電バルーニング法により定性的に説明される。

Kinetic theory of nonlocal high-n ballooning mode

伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 津田 孝

Journal of the Physical Society of Japan, 50(2), p.655 - 658, 1981/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.50.655

トロイダルモード数の高い短波長電磁バルーニングモードについて粒子運動学的方法を用いて解析する。プラズマ圧力、イオンラーマ半径、DBドリフト、磁気シア及び磁力線方向の伝導度等の効果を考慮に入れる。無衝突高温トロイダルプラズマ中に新らしい非局所モードがあることを見出した。この高モード数トロイダルモードは不安定であり、その成長率はドリフト周波数程度である。この解析によって、トロイダルプラズマに値の上限を課す高nバルーニング不安定性について、粒子運動論的効果を考慮に入れたより精密な解析がはじめて可能となった。

キンク型不安定性の粒子運動学的理論

伊藤 公孝; 井上 早苗*

JAERI-M 8975, 21 Pages, 1980/07

JAERI-M-8975.pdf:0.75MB

粒子運動学的理論に基づき、高温円柱トカマクプラズマのキンク型モードの安定性が解析された。ドリフト・テアリング・モードの安定性が重点的に調べられた。従来の流体近似では取扱えない高温領域では、1)プラズマ密度が低いときには不安定であるが、密度が増すにつれて安定化される。2)ポロイダルモード数mの大きなモードの成長率は小さい。3)電子温度勾配は安定化効果を持つ。4)電子・イオン衝突効果は安定化効果を示すことが明らかになった。将来のトカマクプラズマのパラメータでは、2≦m≦50のドリフト・テアリングモードは円柱配位では安定である。

Numerical study of the role of higher order flows in neoclassical transport of high-Z impurities

Obrejan, K.; 井戸村 泰宏; 本多 充*

no journal, , 

ダイバータやプラズマ対向機器に対するタングステンコーティングは重い高電荷(高Z)不純物による核融合プラズマの燃料純度低下につながる。このような高Z不純物の新古典および乱流輸送は完全に解明されていない。高Z不純物輸送を解析するために、多粒子種線形フォッカー・プランク演算子に基づく陰解法衝突ソルバによってジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5Dを拡張した。標準的新古典理論において幅広く用いられている低次近似は低Z不純物によく一致するが、高Z不純物に対しては温度勾配の存在下で大きな違いが見られた。本研究では、高衝突度領域における摩擦係数をより高精度に再現するために高次流を考慮する修正新古典理論をテストし、GT5Dと良い一致を確認した。これにより、不純物輸送におけるバルクイオンの熱遮蔽効果が弱まるという重要な結論が得られた。

Influence of the normalised ion gyroradius on collisional transport of impurities in full-f gyrokinetic simulations

Obrejan, K.; 井戸村 泰宏; 本多 充*

no journal, , 

プラズマ対向機器におけるタングステンの利用は重イオン不純物の炉心への蓄積により核融合プラズマの燃料純度低下を引き起こすが、この現象は完全には解明されていない。本研究では大域的ジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5DとHirshman-Sigmarモーメント法と呼ばれる局所衝突性輸送理論における不純物粒子束の系統的な比較を行った。この結果、シミュレーションと理論は平坦な温度分布のケース、あるいは、ITER規模の大型装置においてのみ一致することがわかった。衝突性不純物輸送を駆動する流れの比較により、現在の装置サイズにおけるシミュレーションと理論の不一致の原因を詳細に調査した。