コアボーリングサンプルの分析データ - 版の履歴

Kurata Masaki: /* 第二、三期のサンプルについて */

2025-12-08T06:56:01Z

第二、三期のサンプルについて

← 古い版		2025年12月8日 (月) 15:56時点における版
69行目:		69行目:
	* 数mmサイズの破砕粒子は、切断・断面研磨後に、微細組織分析		* 数mmサイズの破砕粒子は、切断・断面研磨後に、微細組織分析
	* 金相顕微鏡、SEM/EDX、EPMA		* 金相顕微鏡、SEM/EDX、EPMA
	<span style="color:blue">'''<big>~~参考：OECD~~/NEA/CSNIでのデブリ分析</big>'''</span>
			<span style="color:blue">'''<big>参考：[[OECD/NEA/CSNIでのデブリ分析\|'''OECD/NEA/CSNIでのデブリ分析''']]</big>'''</span>

	=== 外観・組織観察・密度 ===		=== 外観・組織観察・密度 ===

Kurata Masaki: /* 第二、三期のサンプルについて */

2025-12-08T03:40:49Z

第二、三期のサンプルについて

← 古い版		2025年12月8日 (月) 12:40時点における版
69行目:		69行目:
	* 数mmサイズの破砕粒子は、切断・断面研磨後に、微細組織分析		* 数mmサイズの破砕粒子は、切断・断面研磨後に、微細組織分析
	* 金相顕微鏡、SEM/EDX、EPMA		* 金相顕微鏡、SEM/EDX、EPMA
	'''<big>参考：OECD/NEA/CSNIでのデブリ分析</big>'''		<span style="color:blue">'''<big>参考：OECD/NEA/CSNIでのデブリ分析</big>'''</span>

	=== 外観・組織観察・密度 ===		=== 外観・組織観察・密度 ===

Kurata Masaki: /* ボーリングサンプルの採集 */

2025-12-08T03:39:58Z

ボーリングサンプルの採集

← 古い版		2025年12月8日 (月) 12:39時点における版
35行目:		35行目:
	ボーリング調査では、安全上の制約からインコアモニターが装荷されていない燃料集合体位置が選定された。また、コアボーリング装置の構造上炉心最外周の２列の燃料集合体をボーリングすることは不可能であった。これらのことを考慮しつつ、炉心中央、炉心中間、炉心周辺でボーリング位置10か所が選定された（'''図１'''）[2]。		ボーリング調査では、安全上の制約からインコアモニターが装荷されていない燃料集合体位置が選定された。また、コアボーリング装置の構造上炉心最外周の２列の燃料集合体をボーリングすることは不可能であった。これらのことを考慮しつつ、炉心中央、炉心中間、炉心周辺でボーリング位置10か所が選定された（'''図１'''）[2]。

	サンプルは合計で187kg（6.3cm径、150cm長）採集された（#~~１か所からはサンプル回収できず）。~~		サンプルは合計で187kg（6.3cm径、150cm長）採集された（#コアボーリング１か所からはサンプル回収できず）。第二期のサンプリングは、溶融凝固層の破砕作業（スイスチーズ化）直後に、第三期のサンプリングは、スイスチーズ化後の溶融凝固層取り出し直後に、pick-and-placeツールを用いて行われた。なお、これらのサンプル（コアボーリングサンプルの一部、第二期と第三期のサンプル）については、OECD/NEA/CSNIの枠組みで行われた国際協力でのデブリ分析に提供された[8]。

	* ~~第一期（1986年7月）：　ボーリング9本、130~~.7kg		* '''第一期（1986年7月）'''：　ボーリング9本、130.7kg
	* ~~第二期（1986年12月）：　F6~~,H8,~~M11位置の溶融凝固層を追加サンプリング（スイスチーズ化後）、53kg~~		* '''第二期（1986年12月'''）：　F6,H8,M11位置の溶融凝固層を追加サンプリング（'''スイスチーズ化後、破砕された溶融凝固デブリの取り出し前'''）、53kg
	* ~~第三期（1987年1月）：　H9~~,~~K9位置の追加サンプリング（炉心中央）、4kg~~		* '''第三期（1987年1月）'''：　H9,K9位置の追加サンプリング（'''炉心部からの溶融凝固デブリ回収後'''）、4kg

	=== 分析用サンプルの選定 ===		=== 分析用サンプルの選定 ===
69行目:		69行目:
	* 数mmサイズの破砕粒子は、切断・断面研磨後に、微細組織分析		* 数mmサイズの破砕粒子は、切断・断面研磨後に、微細組織分析
	* 金相顕微鏡、SEM/EDX、EPMA		* 金相顕微鏡、SEM/EDX、EPMA
			'''<big>参考：OECD/NEA/CSNIでのデブリ分析</big>'''

	=== 外観・組織観察・密度 ===		=== 外観・組織観察・密度 ===
5,422行目:		5,423行目:

	[7] D.W. Akers et al., Verification of the ORIGEN2 Code Analyses for the TMI-2 Reactror Core, Proceedings of the ACS Symposium on Nuclear Reactor Severe Accident Chemistry, Toronto, Canada, June 6-11, 1988.		[7] D.W. Akers et al., Verification of the ORIGEN2 Code Analyses for the TMI-2 Reactror Core, Proceedings of the ACS Symposium on Nuclear Reactor Severe Accident Chemistry, Toronto, Canada, June 6-11, 1988.

			[8] D.W. Akers et al., TMI-2 Examination Results from the OECD/CSNI Program, vol. 1 and 2, EGG-OECD-9168, 1992.

Kurata Masaki: /* 参考文献 */

2025-10-14T08:12:18Z

参考文献

← 古い版		2025年10月14日 (火) 17:12時点における版
5,377行目:		5,377行目:

	<nowiki>#</nowiki>I-129の下部クラスト層中の大きな評価値は、サンプルのうち２個だけにI-129が多く含まれていたことによる。		<nowiki>#</nowiki>I-129の下部クラスト層中の大きな評価値は、サンプルのうち２個だけにI-129が多く含まれていたことによる。

			== まとめ ==

			* 上部クラスト、周辺クラスト、溶融凝固層の成分は類似し、金属相リッチな領域とセラミック相リッチな領域の混合状態であった。セラミック相中には、Ag-InとFe-Cr-Niの析出相が見られた。
			* 金属メルトが、炉心上部から下に溶け落ち、凝固したセラミック相の隙間に侵入して凝固した様子が見られた。このことから、炉心物質の溶融崩落は連続的に複数回発生したと推定された。
			* 上部クラスト層の上には、上部ルースデブリ層（デブリベッド）が堆積していた。>2200Kで、燃料ペレットとZry被覆管の界面で形成されるU-Zr-Oメルトによる燃料溶解が進展したと推定された。
			* 溶融プール中では、(U,Zr)O<sub><small>2</small></sub>相を主成分とする領域は>2810Kに達していたと推定された。さらに、溶融プールの中央部ではUO<sub><small>2</small></sub>ペレット溶融の痕跡が見られ（残留ペレット中の大きな気泡）、局所的に>3120Kに達していたと推定された。
			* 下部クラストは、炉心上部から溶け落ちてきた主に金属デブリメルトの凝固物と燃料ペレットスタックで構成されていた。Zry被覆管の表面酸化膜は金属デブリ中に溶解したと推定された。金属デブリの主成分は、ZryとSS,Ag,などであった。
			* 金属デブリの溶融溶け落ちは>1400Kで発生したと推定された。炉心下部で凝固し、冷却水チャンネルを閉塞した。下部クラストのピーク温度は1300-1500Kと推定された。
			* クラスト層の厚さは約4.5～11.5cm（上部クラストの方が厚い）で、クラスト層内に大きな温度勾配が存在していた。その内側には比較的温度均質な溶融デブリプールが保持されていたと推定された。
			* かさ密度に関しては、上部クラスト、周辺クラストは7.6～9.7g/cc（(U,Zr)O<sub><small>2</small></sub>相と金属相の混合物）、下部クラストは7.0～7.6g/cc（残留ペレットと金属相の混合物）、溶融凝固層は、5.5～8.8g/cc（金属相とセラミック相の混合物）であった。
			* 切り株燃料棒では、ほとんどZryの酸化は見られず、延性が維持されていた。事故時のピーク温度については、切り株燃料棒の上部で>1073K（制御材の溶融の痕跡）、ほとんどは<920K（Zryの再結晶化なし）と推定された。
			* 切り株燃料の残留長は、炉心中央で約60cm、炉心周辺約120cm（#60cmは事故時の最低水位に相当）であった。
			* 下部クラスト層は、全体的に漏斗型の構造をしており、事故過程での水位の上昇と、炉心外周部が事故進展中に比較的温度が低かったことに対応していた。
			* 上部、周辺クラスト層中には、セラミック相を主成分として金属相が混合していた（体積割合として約25%）。金属相の主成分はSSやインコネルで、わずかにZrが混入していた。セラミック物相中のZr濃度は10～20%（平均13%）で、炉心インベントリ（18～19%）より小さい値であった。このことは、Zrの先行的な炉心下部への移行（下部クラスト層など）があったことを示唆していた。
			* 上部、周辺クラスト層中の中性子吸収材は、セラミック相中と金属相中にともに存在し、平均濃度は3%（炉心インベントリ1.9%より大きい値）であった。
			* 上部クラスト中のNi/Mo比から、インコネルグリッド成分を多く含むと推定された。
			* 上部クラスト中のU富化度について、1.98%燃料（炉心中央）と2.64%燃料（炉心中間）の混合状態が発生していたと推定された。
			* また、上部クラスト中の低揮発性FP保持率からは、高燃焼度燃料の寄与が大きい（外周部の燃料を含まない）と推定された。
			* 上部クラスト中のSr-90の保持率データからは、金属相とセラミック相で保持率に大きな差異は見られなかった。領域ごとに顕著な再分布傾向も見られなかった。
			* Sb-125,Ru-106は、金属相側に濃化していた。
			* 高揮発性FPについて、金属相、セラミック相双方に、若干量が保持されていた。初期インベントリに対し、セラミック中では最大5%、金属中では最大35%、保持されているという評価結果が得られた。ただし、それぞれの相に含まれている揮発性FPの濃度自体は同程度であり、この差は、金属相に含まれているUが少ないため、見かけ上現れた結果となっている。
			* 下部クラスト層では、ペレット中のクラックに金属メルトが血管状に侵入していた。ZrとSnが濃化していたが、それぞれ別相を形成していた。
			* 下部クラスト中のFe濃度は、平均で11%、金属相中では最大34%であった。これに対し、Niの金属相中の平均濃度は5.5%、Crでは1.6%であった。Zrは、下部クラスト層中の金属相中に約30%の割合で含有されていた。Moを多く含み、インコネル由来成分が下部クラストに多く含まれると推定された。
			* 下部クラストでの低揮発性FP保持率は、初期インベントリの130%（セラミック相）、134%（金属相）と評価された。100%を超える値は、炉心中央の高燃焼度燃料由来の可能性を示唆している。
			* 下部クラストでの中揮発性FP保持については、Sr-90はセラミック相側に多く保持されていた。Sb-125,Ru-106は金属相側に濃化していた。
			* 溶融凝固層は均質性が高く、金属デブリ粒子、セラミックデブリ粒子、混合物粒子からなっていた。
			* AgとInは、測定値にばらつきが大きいが、金属相側に多く検出された。Cdはサンプルのうち約半数で金属デブリ側で検出された。蒸気圧の高いCdであっても、合金化されることで、蒸発が抑制された可能性が示唆された。
			* 低揮発性FPについて、溶融凝固層中の保持率は78～185%で100%よりやや大きい値となった。高燃焼度燃料由来の可能性が考えられた。
			* Sr-90はUとの同伴性があまり見られなかった。

	== 参考文献 ==		== 参考文献 ==

Kurata Masaki: /* 燃料棒成分について */

2025-10-14T07:24:25Z

燃料棒成分について

差分を表示

Kurata Masaki: /* 溶融デブリの下部プレナムへの移行 */

2025-10-14T04:45:13Z

溶融デブリの下部プレナムへの移行

差分を表示

Kurata Masaki: /* 事故シナリオの更新 */

2025-10-14T03:04:32Z

事故シナリオの更新

@@ 4,650行目: / 4,650行目: @@
 |}
-=== 事故シナリオの更新 ===
+=== 事故シナリオの更新、デブリふるまい理解の深化 ===
-ここから、、、
+　ボーリングサンプルの分析結果に基づいて、事故シナリオとデブリふるまいの理解が更新された。
 == 参考文献 ==

Kurata Masaki: /* 炉心デブリの物量評価 */

2025-10-12T03:56:51Z

炉心デブリの物量評価

@@ 4,590行目: / 4,590行目: @@
 * 上部クラスト層：2.95x10<sup><small>5</small></sup>cm<sup><small>3</small></sup>の体積、平均密度8.4g/cc、重量2450kg
 * 下部クラスト層：1.2x10<sup><small>6</small></sup>cm<sup><small>3</small></sup>の体積、平均密度7.3g/cc、重量8760kg（漏斗型構造）
-* 溶融凝固層：133.5トンの炉心初期重量の24.5%（#デブリ取り出し作業での評価値）、上部クラストはそのうち1.8%、下部クラストは6.6%に相
+* 溶融凝固層：133.5トンの炉心初期重量の24.5%（#デブリ取り出し作業での評価値）、上部クラストはそのうち1.8%、下部クラストは6.6%に相当
-* 周辺燃料集合体と切り株燃料集合体：合計で初期炉心重量の33%（切り株燃料集合体が10.7%、周辺残留燃料集合体22.4%）、その内部にFPはほとんど保持
+* 周辺燃料集合体と切り株燃料集合体：合計で初期炉心重量の約33.4%（切り株燃料集合体が10.7%、周辺残留燃料集合体22.7%）、その内部にFPはほとんど保持
-* 下部プレナム領域：>15cmサイズの塊から微粒子までのデブリが、合計約19トン主成分は(U,Zr)O<sub><small>2</small></sub>、１wt%以下の構造材や制御材成分の酸化物が混入（Fe濃度は、2～4%）
+* 下部プレナム領域：>15cmサイズの塊から微粒子までのデブリが、合計約19.1トン主成分は(U,Zr)O<sub><small>2</small></sub>、１wt%以下の構造材や制御材成分の酸化物が混入（Fe濃度は、2～4%）
-* LCSA堆積デブリ：初期の炉心構成物質の4%の重量に相当、付着デブリの組成は下部プレナムデブリと類似
+* LCSA堆積デブリ：初期の炉心構成物質の4.3%の重量に相当、付着デブリの組成は下部プレナムデブリと類似
-* UCLA堆積デブリ：同3%に相当
+* UCLA堆積デブリ：同3.3%に相当
-表13、ここから、、、、
+=== 事故シナリオの更新 ===
 == 参考文献 ==

Kurata Masaki: /* ORIGEN-II解析値との比較 */

2025-10-10T10:01:27Z

ORIGEN-II解析値との比較

@@ 4,573行目: / 4,573行目: @@
 |}
 <nowiki>#</nowiki>溶融凝固層中の金属相中のIの保持率は、１個のサンプルだけで大きな値が出ているため、見かけ上大きい値となっている。
 == 参考文献 ==

Kurata Masaki: /* 溶融凝固層について */

2025-10-10T09:45:13Z

溶融凝固層について

差分を表示