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Results of an out-of-pile experiment for fragmentation of a simulated molten core material discharged into a shallow sodium pool

深さの浅いナトリウムプール中における模擬溶融炉心物質の微粒化挙動に関する炉外試験結果

松場 賢一; 神山 健司; Ganovichev, D. A.*; Baklanov, V. V.*

Matsuba, Kenichi; Kamiyama, Kenji; Ganovichev, D. A.*; Baklanov, V. V.*

ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷事故においては、溶融炉心物質が制御棒案内管を経路として炉心入口プレナム中へ液柱状に流出すると考えられる。この時、炉心入口プレナムは高さと容積が少ない領域であるため、流出した溶融炉心物質は当該プレナムの底板に液柱状のまま衝突する可能性が高い。本研究では、炉心入口プレナム領域と同様、深さの浅いナトリウム中に流出する溶融炉心物質の微粒化挙動を解明するため、模擬溶融炉心物質として溶融アルミナをナトリウム中に放出させる炉外試験を実施した。その結果、少量の塊状のアルミナ固化物がナトリウム中に設置した底板上に見られたが、大半の溶融アルミナは微粒化し、デブリとなって底板上に堆積した。この結果から、溶融炉心物質は深さの浅いナトリウム中に流出する場合でも微粒化し、急速に冷却され得ることが分かった。

In Core Disruptive Accidents of Sodium-cooled Fast Reactors, molten core material would be discharged through control rod guide tubes into the inlet coolant plenums beneath the rector cores. The inlet coolant plenums have quite limited heights and sodium inventories. Therefore, in the inlet plenums, molten core material with a jet-like shape would impinge on the bottom of the plenum before it breaks up into fragments. In this study, to clarify fragmentation behavior in a shallow sodium pool whose height and volume are so limited that jet impingement on the bottom is expected, an out-of-pile experiment discharging molten alumina into a sodium pool was conducted. Although a small amount of alumina agglomeration was found on the bottom plate (steel disk) installed in the sodium pool, most of the molten alumina was fragmented into debris particles. Results obtained in the present experiment suggest that molten core material is fragmented and quenched even in a shallow sodium pool.

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