2015 Fiscal Year Annual Research Report
核融合炉事故シーケンスに照らした放射化ダストハザード研究
| Project/Area Number |
26289355
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
横峯 健彦 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40240204)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河原 全作 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (10201451)
功刀 資彰 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40301832)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 核融合炉安全性 / 放射化ダスト / 再飛散モデル / 真空境界破断事象 / 微粒子凝集体 / 粒子堆積層 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、核融合を安全解析に関して不確定要素の一つになっている核融合炉内で生成、放射化されたダストのソースタームの評価法の確立である。特に、本件急では、事故シーケンスに沿った条件で、ダストの炉外放出の機構を明らかにすることを第一義的な目標とする。従来の研究が、1個粒子の再飛散挙動をモデル化することによってダストの飛散率（飛散量）を評価しようとしていたのに対し、本研究では、より実際の事故シーケンスに即して、ダスト集合体（堆積層）からのダスト飛散、特にダスト凝集体としての飛散挙動および流体（乱流渦）と粒子凝集体の相互作用に着目して、飛散率モデルに必要なデータを集積した。
実施項目：真空境界破断時のダスト（群）挙動測定：（1）（計画）昨年度に引き続き、事故シーケンスLOVAおとびICEを想定し、真空環境内にあるダストとそこに吹き込む空気および湿潤空気との相互作用を測定する（2）（実績）真空容器内にダスト堆積層を設置し、そこへ真空容器外部からノズルより湿度を調整した空気を吹き込み、飛散挙動を高速度カメラで測定、画像解析により、飛散率を計測した。結果、従来のモデルでは飛散率を過小評価しており、また、従来のモデルには考慮されていない流体の湿分の影響も大きいことを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
事故シーケンスLOVAおよびICEを想定し、真空環境内にあるダストとそこに吹き込む空気および湿潤空気との相互作用を測定する計画に対し、可視化可能な真空容器実験装置を製作し、当初の予定通り、湿分をコントロールした流体（空気）とダスト堆積層との相互作用（飛散挙動）を測定することができた。また、測定結果と従来モデルによる予測との比較を行い、従来モデルの問題点、新しいモデル構築のためのインパクトパラメータを抽出することができた。可視化のために真空容器をアクリルで製作したため、計画していた高温ダストの飛散挙動測定は行っていない。これは、ダストの集団的挙動が従来予想していたよりも高濃度であることが判明し、これによる粉塵爆発を避けるためでもある。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初予定していた課題をほぼ計画通り実施してているが、微粒子群と流体乱流渦との相互作用が大きいことが明らかになったため、計画通り飛散挙動のモデル化に移る前に、今年度抽出した重要パラメータの影響を追加実験によりより詳細に調べる。
|
| Causes of Carryover |
当初予定していた高速度赤外線カメラが、新しく見出された現象に伴い、高温ダストの高濃度飛散による粉塵爆発等の危険性などから使用しないこととした。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
高温ダストを使用する代わりに、従来予測していなかった高濃度ダスト群の飛散挙動測定およびその機構解明の重要度が増したため、そのための測定装置および解析ソフト導入に用いる予定である。飛散モデル化には、より重要となる。
|
