ガス浮遊法による放射性溶融物の物性解明

用气体浮选法阐明放射性熔体的物理性质

基本信息

批准号：
18J10057
负责人：
近藤俊樹
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10057/
关键词：
高温融体表面張力ガス浮遊法酸化物融体粘性

项目摘要

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。

本研究旨在开发一种获取高温熔融物质物理性质并评估其物理性质的装置，这对于描述堆芯内熔融物质的流动和扩散行为是必要的，为应对严重事故做出贡献在严重的核反应堆事故期间。去年，我们开发了一种装置，可以在比以前更高的温度下操作将气体悬浮法和液滴振动法相结合的方法，并成功获得了熔融氧化锆的密度和粘度。另一方面，很明显，样品蒸发是使用该方法准确评估表面张力的一个问题。因此，今年，我们采用了气浮法，利用可分流喷嘴对样品进行漂浮和熔化，当喷嘴打开时，样品与放置在底部的基板碰撞，测量样品的表面张力我们开发了一种可以执行液滴碰撞行为的测量装置。该方法可以在比传统方法更短的时间内测量熔融材料的表面张力，从而可以测量高温熔融材料的表面张力，这在以前由于蒸发的影响而难以精确测量。首先，我们使用众所周知的熔融氧化铝来验证使用该方法评估表面张力的有效性。然后，他们对迄今为止难以评估的电熔氧化锆进行了相同的测试，并成功获得了第一个表面张力值。另外，本次测定的氧化锆的最高温度超过了铀的熔点，使用气体悬浮法的液滴振动法/液滴冲击法测定装置作为含有铀的放射性熔体的物性测定方法是有效的。我发现了一些事情。希望该方法能够用于推进未来严重事故对策所需的物理特性的阐明。