| 研究課題/領域番号 |
25420909
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
守田 幸路 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40311849)
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| 研究分担者 |
松元 達也 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90325514)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 高速炉 / 炉心損傷事故 / 燃料デブリベッド / 崩壊熱除去 / セルフ・レベリング / 実験データベース / 混相流解析コード |
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| 研究概要 |
原子炉の炉心損傷事故において、冷却材の沸騰によって駆動される燃料デブリベッドの運動挙動は、その冷却特性及び臨界特性がベッド厚さに依存することから、事故後長期の崩壊熱除去過程を支配する要因として重要である。本研究では、燃料デブリベッドの運動挙動について、実機条件の模擬性に優れた実験データベースを整備するとともに、実験データベースに基づく固気液混相熱流動解析コードの検証を実施し、実機条件に対するコード適用性の向上を図る。
平成25年度は模擬物質を用いた燃料デブリ運動挙動試験を実施し、実機模擬性に優れた試験条件下での固体粒子ベッドのセルフ・レベリング挙動について定量的な知見を得た。本試験では、崩壊熱による冷却材沸騰の模擬に報告者らが開発したベッド下部からの気相貫流を用いた試験方法を用いた。これにより、セルフ・レベリング挙動に影響を与え得る不確定な因子（プール内対流、ベッド内気相分布、気相流量変化）を極力排除し、実機条件を網羅する気相流量において模擬デブリベッドのセルフ・レベリング特性について把握した。試験では粒子ベッドの傾斜角の時間変化を測定し、密度、粒子径、非球形度、気相流量をパラメータとする実験データを取得した。その結果、粒子の非球形性及び粒子サイズがセルフ・レベリング挙動に与える影響について実験的な知見を得た。また、粒子密度の依存性に関する知見を得るため、粒子にはステンレス鋼、ジルコニア、銅、亜鉛、アルミナを用い、非球形粒子の特性を定量化する手法を合わせて検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画通り模擬デブリに非球形粒子を用いた燃料デブリ運動挙動試験を実施し、実機模擬性に優れた試験条件下での固体粒子ベッドのセルフ・レベリング挙動について定量的な知見を得るとともに、解析コードの検証性に優れた実験データを取得することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
燃料デブリ運動挙動試験については、平成25年度に実施した試験結果に基づき、模擬デブリに粒子径分布を有する粒子を用いた試験データを取得し、粒子径分布がセルフ・レベリング挙動に与える影響について実験的な知見を得る。これをもとに、非球形粒子及び粒子径分布を有する粒子を用いた試験データに基づいてセルフ・レベリングの発達を予測する実験相関式を実験データベースとして整備する。また、報告者らが日本原子力研究開発機構と共同で開発を進めているデブリベッドの運動挙動を評価するための固気液混相熱流動解析コードについて、本研究で整備する実験データベースに基づいて検証を行う。これにより解析コードの実機条件への適用性向上を図る。
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