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論文

Development of experimental and analytical technologies for fission product chemistry under LWR severe accident condition

宮原 直哉; 三輪 周平; 中島 邦久; 逢坂 正彦

Proceedings of 2017 Water Reactor Fuel Performance Meeting (WRFPM 2017) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2017/09

本発表は、核分裂生成物(FP)の化学挙動データベースを作成するために必要な、FPの放出移行挙動を再現するための実験装置と、その実験結果を解析するための解析ツールを開発したことを報告するものである。開発した実験装置(TeRRa)を用いてFPの放出移行挙動を再現できることを確認するため、CsIを用いた性能確認試験を実施した。その結果、エアロゾルの生成、成長、沈着といった代表的な放出移行挙動が良く再現できることを確認した。解析ツールはCFDコードであるANSYS-FLUENTをベースに、いくつかのモデルを追加することにより開発した。開発した解析ツールの性能を確認するため、水蒸気雰囲気でのCsI加熱実験を模擬した試解析を実施した結果、追加したモデルが適切に機能していることを確認した。

論文

Formation and release of molecular iodine in aqueous phase chemistry during severe accident with seawater injection

城戸 健太朗; 端 邦樹; 丸山 結; 西山 裕孝; 星 陽崇*

NEA/CSNI/R(2016)5 (Internet), p.204 - 212, 2016/05

Seawater injection into the degraded core is one of the measures of accident management as it has been performed at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. The constituents of seawater deeply relates to the iodine chemistry in the water pool of the suppression chamber, which indicates that it is important to assess their effect on the source term in a severe accident. In the present study, by employing a four-component seawater (SW) model we try to simulate the I$$_2$$ molecules yielding in aqueous solution as the function of time, based on several datasets about chemical reaction kinetics and to evaluate its fraction of the initial inventory released from the solution to gas phase. The amount of I$$_2$$ molecule in gas phase was in proportion as the SW mixing ratio. The combination of bromide and hydrogen-carbonate anions considerably contributes to the behavior of the history of producing I$$_2$$ gas. The oxygen molecules solved from air drastically reduced yielding I$$_2$$ gas by catalytically consuming hydroxyl radicals, while the I$$_2$$ gas increased by the carbon dioxide gas contained in air. The effects of SW and carbon dioxide gas are recommended to be considered in the quantitative discussion about I$$_2$$ gas released from aqueous solution.

論文

Development of fast reactor containment safety analysis code, CONTAIN-LMR, 3; Improvement of sodium-concrete reaction model

河口 宗道; 土井 大輔; 清野 裕; 宮原 信哉

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05

CONTAIN-LMRコードは、高速炉の過酷事故事象の予測のための統合的な解析ツールである。ナトリウム-コンクリート反応は重要な事故事象の一つであり、オリジナルのCONTAINコードにナトリウム-石灰岩コンクリート反応モデル(SLAM)を導入した。SLAMは機構論的にナトリウムとコンクリート構成成分との化学反応を取り扱う。ただし、コンクリートは石灰岩系コンクリートに限定している。日本で一般的に使用される構造コンクリートはシリカ系コンクリートであり、SLAMをシリカ系コンクリートに適用するため、化学反応モデルを改良した。過去、日本原子力研究開発機構で実施された一連のナトリウム-コンクリート反応試験を解析することで、改良したSLAMの妥当性を確認し、計算結果と実験結果が比較的よく一致する結果が得られた。

論文

Actively controlled oxidation of Cu{001} with hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam

岡田 美智雄*; 盛谷 浩右; 後藤 征士郎*; 笠井 俊夫*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

Journal of Chemical Physics, 119(14), p.6994 - 6997, 2003/10

 被引用回数:41 パーセンタイル:79.17(Chemistry, Physical)

超熱エネルギーの酸素分子ビームを用いたCu(001)の酸化反応が放射光によるX線光電子分光法で研究された。酸化の効率は酸素ガスを用いた場合よりも大きい。2.3eVの酸素ビームを用いると0.5MLよりもさらに酸化は進むが、その効率は非常に小さい。そのような遅い酸化は表面と分子の衝突によって誘起される吸着機構によって起こる。その解離吸着反応の反応速度はラングミュア型吸着における一次の速度論で記述される。

報告書

銀媒体電解酸化法によるMOX溶解シミュレーションコードの開発(受託研究)

木田 孝; 梅田 幹; 杉川 進

JAERI-Data/Code 2003-001, 29 Pages, 2003/03

JAERI-Data-Code-2003-001.pdf:6.34MB

燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)では、臨界実験で使用する硝酸プルトニウム溶液を調製するために、銀媒体電解酸化法によるウラン・プルトニウム混合酸化物(MOX)粉末の溶解を計画している。この溶解運転の支援のために、MOX溶解シミュレーションコードの開発を行なった。本報は、開発したシミュレーションコードの概要、実験データとの比較及び溶解速度に及ぼすMOX粉末溶解パラメータについてまとめたものである。本コードは、Ag$$^{2+}$$によるPuO$$_{2}$$粉末溶解に対するZundelevichのモデルに基づいて作成し、Ag$$^{2+}$$の収支式に亜硝酸による影響を加えるとともに、MOX粉末の表面積は粒径分布により算出する方式を採用した。また、コードの妥当性を確認するために、実験データとの比較を行なった。この結果、本コードにおいて溶解速度定数等のパラメータに適切な値を用いることで、溶解挙動を良く模擬できることを確認した。また、溶解速度に及ぼす影響が最も大きいパラメータは、MOX粉末粒径であることが判明した。

報告書

High temperature interaction between zircaloy-4 and stainless steel type 304

永瀬 文久; 大友 隆; 上塚 寛

JAERI-Research 2001-009, 21 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-009.pdf:2.93MB

軽水炉におけるシビアアクシデント時の燃料集合体溶融進展過程に関する基礎的な知見を取得するために、1273~1573Kの温度範囲でジルカロイ-4とステンレス304鋼間の化学的な相互作用を調べた。接触界面に反応層が形成され、温度上昇及び時間の経過とともに成長した。SEM/EDX分析により、反応の主過程はZrリッチの共晶の生成であることが示された。材料の肉厚減少に関する反応速度を評価し、反応が一般に2乗則に従うことを明らかにした。各試験温度について反応速度定数を決定し、アレニウスタイプの反応速度式を求めた。

論文

Chemical interaction between control material and zircaloy or stainless steel

上塚 寛; 永瀬 文久; 大友 隆

Transactions of the American Nuclear Society, 69, p.309 - 310, 1993/00

軽水炉の炉心部品の一つである制御棒の溶融は、シビアアクシデント時における炉心損傷の進展に大きな影響を及ぼす可能性が指摘されている。しかし、制御棒の溶融現象を解析するために必要な材料の高温反応についての信頼できるデータはほとんどない。そこで、制御棒を構成する材料であるAg-In-Cd合金、B$$_{4}$$C、ジルカロイ、ステンレス鋼について、反応対を用いて高温における反応を試験した。調べた反応系は、B$$_{4}$$C/SS,B$$_{4}$$C/Zry,Ag-In-Cd/ZryおよびZry/SSである。多くの場合、反応は界面に形成された共晶層の成長によって進展した。いずれの反応においても、反応量と時間の間にほぼ二乗則が成立することがわかった。実験データに基づいて、反応速度式と反応の見かけの活性化エネルギーを求めた。

論文

地球表層の地球化学的動的過程の解析と予言

中嶋 悟

鉱物学雑誌, 19(5), p.289 - 293, 1990/07

地球を取り巻く環境問題が議論される今日、鉱物学は地球社会にどのような貢献ができるのかを真剣に考える時期に来ている。筆者の関わっている放射性廃棄物の地層処分問題を例にとって、鉱物学に期待される発展とデータの蓄積について論ずる。岩石・鉱物中の物質の移動速度と移動経路の研究、岩石-水相互作用の際の物質移動・濃集に関わる反応経路・速度の研究、そして非破壊顕微状態分析法の開発等が必要であると考えられる。拡散係数、溶解・沈澱・結晶化反応速度定数などの信頼性の高い予言力のあるデータを、より多くの鉱物科学者が研究し蓄積していくことが切に望まれる。そうすることが地球社会におけるそして地球科学における鉱物学の意義付けをしていくとともに、鉱物学自身の新たな発展をもたらすことになると信じている。

論文

$$gamma$$-Radiation-induced crosslinking of polystyrene

清水 雄一; 三井 光

Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 17(8), p.2307 - 2316, 1979/00

真空におけるポリスチレンの$$gamma$$線橋かけ反応を、30~100$$^{circ}$$Cの温度範囲において行った。線量率は635$$times$$10$$^{5}$$rad/hrであった。水素の生成量は照射時間の増加および照射温度の上昇とともに増加するが、水素の生成速度は照射時間の増加に伴って低下する。ゲルの生成が初めて観測される限界時間以上照射すると、照射時間の増加とともにゲル分率は増加するが、ゲルの生成速度は照射時間の増加に伴って低下する。照射温度を上昇すると、ゲルの生成反応は抑制され、100$$^{circ}$$Cでは極く僅かなゲル分率しか観測されない。水素の生成および消失反応がそれぞれ水素の生成量のゼロ次および一次に比例すると仮定した速度式を導き、水素の生成量を解析した。ゲル分率はCharlesby-Pinnerの式を用いて解析した。解析結果に基づいて、ポリスチレンの$$gamma$$線橋かけ反応の機構を考察した。

論文

Kinetics and mechanism of the reaction between bromine trifluoride vapor and uranium terafluoride

桜井 勉; 岩崎 又衛

J.Phys.Chem., 72, p.1491 - 1497, 1968/00

抄録なし

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