JAEA-Research-2010-034.pdf:16.23MB - JAEAの研究開発成果 ...
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<strong>JAEA</strong>-<strong>Research</strong> <strong>2010</strong>-034<br />
4.2 室内塩濃縮試験結果に対する検証解析<br />
4.2.1 室内試験の概要<br />
平成 19 年度より塩濃縮析出現象に関する現象理解の促進と THMC 解析の検証データの拡充を<br />
目的として、複数の試験期間を設けて塩濃縮試験を実施してきている(日本原子力研究開発機構、<br />
2008:日本原子力研究開発機構、2009:日本原子力研究開発機構 <strong>2010</strong>)。塩濃縮試験は、ケイ砂<br />
を 30wt%混合したクニゲル V1 を乾燥密度 1.6 Mg・m -3 、初期飽和度 70%に締固めた円柱供試体を<br />
作成し、供試体の境界部から NaCl 濃度を 3.0wt%に調整した塩水を浸潤させる試験である。試験<br />
は供試体側面および底面を不透水境界とし、上面から下部に向かう一次元方向の流れ場を対象と<br />
した単純系の一次元塩濃縮試験と、供試体上面と底面を不透水境界とし、供試体側面から中心部<br />
に向かう流れ場を対象とした実際の系に近い三次元塩濃縮試験の 2 種類実施した。一次元塩濃縮<br />
試験は試験期間を 6 ケース(1、 2、 4、 8、 12、 21 週間)、三次元塩濃縮試験は 2 ケース(4、 21<br />
週間)設けてデータを取得した。一次元塩濃縮試験では供試体下部を電熱ヒーターによって 90℃<br />
に保ち、三次元塩濃縮試験では供試体中央部に設置した円筒状発熱体内に加熱したシリコンオイ<br />
ルを循環させて 90℃に保つことで廃棄体の発熱に伴う緩衝材中の熱環境を仮想的に模擬した。ま<br />
た、3.0wt%NaCl 浸潤溶液は 70℃に温度管理することで供試体内に一定の温度勾配を生じさせた。<br />
なお、少量の純 N2 ガスを常時バブリングすることで系内の還元(脱酸素)環境を模擬し、蒸発等に<br />
よる塩濃度の変化を防止するため、窒素ガス排出口に水冷コンデンサーを配置した。一次元およ<br />
び三次元塩濃縮試験仕様を表 4.2-1 に整理し、試験装置の概要を図 4.2 -1、 図 4.2-2 に示す。<br />
表 4.2-1 塩濃縮試験仕様の一覧<br />
一次元塩濃縮試験 三次元塩濃縮試験<br />
緩衝材 : 材料 30%ケイ砂混合クニゲルV1 30%ケイ砂混合クニゲルV1<br />
: 乾燥密度 1.6 Mg・m -3<br />
- 52 -<br />
1.6 Mg・m -3<br />
: 初期飽和度 70.0% 70.0%<br />
: 初期温度 室温 室温<br />
: 供試体寸法 直径50mm × 高さ100mm 直径150mm × 高さ150mm<br />
(中心発熱体: 直径30mm × 高さ150mm)<br />
浸潤溶液 : 組成 3.0wt% NaCl 3.0wt% NaCl<br />
発熱体温度<br />
試験雰囲気<br />
試験期間<br />
ｺﾝﾃﾞﾝｻｰ<br />
攪拌機<br />
N 2 ｶﾞｽ<br />
3% NaCl<br />
熱電対<br />
: 温度 70℃ 70℃<br />
90℃ 90℃<br />
N 2(環元) N 2(環元)<br />
1, 2, 4, 8, 12, 21週間 4, 21週間<br />
ﾋｰﾀｰ(90℃)<br />
ﾋｰﾀｰ (70℃)<br />
(a)試験装置の構成 (b)装置全景<br />
図 4.2-1 一次元塩濃縮試験装置<br />
100mm
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