研究課題
軽水炉炉心冷却水の環境把握と制御はプラントの健全性確保に必要不可欠である。放射線照射に伴う水の改質が応力腐食割れや放射能移行に直結するが、炉心は強い放射線環境にあるため計測機器による実環境測定は困難であり、基礎科学的な知見や数値計算に基づく評価と状態予測が必要である。既往の研究から純水の放射線分解反応に関する知見は充実しつつあるが、高温高圧且つ高濃度溶質存在（海水混入）といった過酷条件下の放射線化学的知見は極めて断片的である。本研究ではそのような通常稼働時とは全く異なる冷却水環境を対象として、量子ビームを用いた反応機構解明（実験）と反応動力学計算（数値計算）を合わせて実施し、放射線分解反応を体系化することで過酷事象下の軽水炉水化学技術の学術基盤を確立する。放射線分解反応初期生成物は反応性が高く短寿命であり、高温高圧条件では更に高い反応性を有することが想定される。そのため、本研究ではまず過渡的な反応を追跡するためのポンププローブ方式に基づくピコ秒時間分解能を有する時間分解分光測定系を構築した。続いて、水和電子等の短寿命活性種の高温高圧条件下における時間挙動を追跡した。それと合わせて、放射線化学反応を体系化する反応動力学計算コードも構築し、水和電子、水素原子、ヒドロキシラジカルといった初期の短寿命化学種が、水素、過酸化水素といった最終生成物へどのように変換されていくのか、時間的空間的な発展について議論することが可能となった。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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