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ガス浮遊法による放射性溶融物の物性解明

Research Project

Project/Area Number 18J10057
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionOsaka University
Research Fellow 近藤 俊樹  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords高温融体 / 表面張力 / ガス浮遊法 / 酸化物融体 / 粘性
Outline of Annual Research Achievements

本研究は原子炉過酷事故時のシビアアクシデント対策に資するため、炉心溶融物の流動・拡散挙動を描写するのに必要な高温融体の物性取得装置の開発ならびに物性評価を行うものである。前年度においては、ガス浮遊法と液滴振動法を組み合わせた手法を従来よりも高温での運用が行える装置の開発を行い、溶融ジルコニアの密度ならびに粘性の取得に成功した。一方で同手法で表面張力を正確に評価するためには試料の蒸発が課題となることが明らかになっていた。
そこで、本年度は分割可能なノズルを用いたガス浮遊法で試料を浮遊・溶融させ、ノズルの開放によって下部に配置した基板に試料を衝突させることにより、その落下変形挙動から試料の表面張力を測定することのできる液滴衝突法測定装置を開発した。この手法により従来法よりも短時間での溶融物の表面張力測定が可能となり、これまで蒸発の影響により正確な測定が困難であった高温融体の表面張力測定を可能とした。初めに値の良く知られている溶融アルミナを用いて本手法を用いた表面張力評価の妥当性を検証した。その後、これまで評価が困難であった溶融ジルコニアに対して同試験を行い、初となる表面張力値の取得に成功した。
また、今回測定したジルコニアの最高温度はウラニアの融点を上回るものであり、ガス浮遊法を用いた液滴振動法・液滴衝突法測定装置はウランを含む放射性溶融物の物性測定手法として有効であることが分かった。本手法を用いて今後シビアアクシデント対策に必要な物性の解明を推し進められることが期待される。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Droplet impingement method to measure the surface tension of molten zirconium oxide2020

    • Author(s)
      Toshiki Kondo, Hiroaki Muta, Yuji Ohishi
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Science and Technology

      Volume: in press Pages: 1-9

    • DOI

      10.1080/00223131.2020.1736681

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a new method to measure surface tension of molten oxides2020

    • Author(s)
      Toshiki Kondo, Hiroaki Muta, Yuji Ohishi
    • Journal Title

      High temperatures - High pressures

      Volume: in press

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Density and viscosity of liquid ZrO2 measured by aerodynamic levitation technique2019

    • Author(s)
      Toshiki Kondo, Hiroaki Muta, Ken Kurosaki, Florian Kargl, Akifumi Yamaji, Masahiro Furuya, Yuji Ohishi
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 5

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2019.e02049

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Surface tension measurement of the molten ZrO22019

    • Author(s)
      Toshiki Kondo, Hiroaki Muta and Yuji Ohishi
    • Organizer
      LAM17 (17th Liquid and Amorphous Metals conference)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 炉心溶融物の物性評価 (1)ガス浮遊法を用いた溶融ZrO2の表面張力評価2019

    • Author(s)
      近藤 俊樹、牟田 浩明、 大石 佑治
    • Organizer
      日本原子力学会2019年秋の学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ガス浮遊法を用いた溶融ZrO2の密度・粘性評価2019

    • Author(s)
      近藤俊樹, 牟田浩明, 黒崎健, 大石佑治
    • Organizer
      日本原子力学会2019年春の年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Physical property of molten Al2O3 and ZrO2 measured by aerodynamic levitation technique2019

    • Author(s)
      Toshiki Kondo, Hiroaki Muta, Ken Kurosaki, Yuji Ohishi
    • Organizer
      TMS 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of the physical property of molten oxide using aerodynamic levitation technique2018

    • Author(s)
      Toshiki Kondo, Hiroaki Muta, Ken Kurosaki. , Yuji Ohishi
    • Organizer
      NuMat2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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