原子炉容器下部ヘッドの溶融物挙動の機構論的研究
研究代表者

岡芳明

学校法人早稲田大学大学院先進理工学研究科共同原子力専攻

参画機関

学校法人早稲田大学、一般財団法人電力中央研究所

研究開発期間

平成２４年度〜２６年度

㸦㸣◂✪㛜Ⓠࡡ⫴ᬊ࡛ࡠࡼ࠷ ⱌ㓖஥ᨶ᫤ࡡཋᏄ⅌ᐖჹୖ㒂ࣉࢴࢺ࡚ࡡ⅌ᚨ⁈⼝∸ࡡᒒ≟໩࡛ཋᏄ⅌ᐖჹୖ㒂ࣉࢴࢺ࠾ࡼࡡ⁈⼝∸ࡡὮฝࡢࠉࢤ࣑ࣛࢗࡡ᰹⣙ᐖჹ࡫ࡡ⛛⾔㔖ࠉ࣭࣊ࢪ࣏ࢴࢹࡷ᰹⣙ᐖჹባࡡᾈ㣏࡞ఔ࠹ࡐࡡ೸ධᛮࠉࡈࡼ࡞ࡢ⎌ሾᨲฝᨲᑏ⬗ࢅᨥ㒼ࡌࡾ㔔こ஥㇗࡚࠵ࡾࠊ%:5 ࡡⱌ㓖஥ᨶᣪິࡢ 3:5 ࡞Ẓ࡬ࡾ࡛୘᪺࡝Ⅴ࠿ኣ࠷ࠊ≁࡞ %:5 ཋᏄ⅌⅌ᚨୖ㒂ࡡࢪ࣭࣋ࢪ࠿ኬࡀࡂኬ㔖ࡡỀ࠿Ꮛᅹࡌࡾࠊୖ㒂ࣉࢴࢺ࡞ࡒࡱࡖࡒ㓗໩∸࡛㔘ᒌᒒࡡᒒ≟໩ࢅྱࡳᣪິࡢཋᏄ⅌ᐖჹባࡡ⇍Ὦᮨฦᕱ࡛ࡐࡡᚃࡡ஥㇗㐅ᒈࢅᨥ㒼ࡌࡾ⌟㇗࡚࠵ࡾࠊࡈࡼ࡞ୖ㒂ࣉࢴࢺ㈇㏳Ꮗ㒂ࡡ◒᥾࡞ࡻࡽ⅌ᚨ⁈⼝∸࠿᰹⣙ᐖჹ࡞Ὦฝࡌࡾྊ⬗ᛮࡵ㧏࠷࡛⩻࠻ࡼࡿࡾࠊࡐࡡሔྙ࡞㒼⟮ባࡷ㈇㏳㒂ࡢ⁈⼝ࡷ㧏Ὼ࡞ࡻࡽን໩ࡌࡾࠊᒒ≟໩ࡷ◒᥾ࡡᵕᏄࡢゆ᪺ࡈࡿ࡙࠽ࡼࡍࠉᐁ㝷ࡡ⌟㇗ࡷὮฝ㔖ࢅᏽ㔖Ⓩ࡞஢ῼࡌࡾࡡࡢᅏ㞬࡚࠵ࡾࠊࡐࡡኬࡀ࠷⌦⏜ࡢᚉᮮࡡⱌ㓖஥ᨶࢨࢪࢷ࣑ゆᯊࢤ࣭ࢺ࠿⏕࠷࡙࠷ࡾ゛⟤Ἢ࡚ࡢࡆࡿࡼࡡ⌟㇗ࢅᇱ♇Ⓩ∸⌦⌟㇗࠾ࡼᶭᵋㄵ
Ⓩ࡞ゆᯊ࡚ࡀ࡝࠷ࡆ࡛࡞࠵ࡾࠊᐁ㥺ࡢ㝀ࡼࡿࡒ᮪௲࡛మ⣌࡚࠵ࡽࠉᐁ㝷ࡡᨲᑏ⬗ࡵ࠵ࡾᐁ㝷ࡡ⅌ᚨ⁈⼝∸࡚ࡢ⾔࠻࡝࠷ࠊ
036 Ἢࡢᐁ⏕୕㔔こ࡝㟸ᅸ⦨ᛮ㏻⤾మࢅ᡽࠻ࡾୠ⏲᭩ิࡡ⢇ᏄἪ࡚࠵ࡾࠊ゛⟤᰹Ꮔ࡚ࡢ࡝ࡂ゛⟤Ⅴࢅ⏕࠷࡙∸⌦ࡡᇱ♇⌟㇗ࢅ⾪ࡌ᚜ฦ᪁⛤ᘟࢅ㞫ᩋ໩ࡌࡾࠊ゛⟤Ⅴࢅ⏕࠷ࡾࡡ࡚ኬንᙟࡷฦ⿛㣍ᩋࠉ⁈⼝ฆᅖ࡝࡜ࡡ┞ን໩ࢅ゛⟤࡚ࡀࡾࠊ036 Ἢ࡚ⱌ㓖஥ᨶࢨࢪࢷ࣑ゆᯊࢅᢜᮇⓏ࡞ᨭⰃ࡚ࡀࡾ࡛⩻࠻ࡼࡿࡾࠊᅒ㸦ⱌ㓖஥ᨶ᫤ࡡᣪິ %:5ᮇ஥ᴏ࡚ࡢࠉἓ㦈Ềᆵ㍅Ề⅌ࡡཋᏄ⅌ᐖჹୖ㒂ࣉࢴࢺ࡚ࡡ⅌ᚨ⁈⼝∸ࡡᒒ≟໩ᣪິࡡゆᯊ࡛㒼⟮㈇㏳㒂ࡡ⁈⼝Ὦฝᣪິゆᯊࢅᑊ㇗࡞◂✪ࡌࡾࠊ⅌ᚨ⁈⼝∸ࡡᵕࠍ࡝᮪௲࡚ 036 Ἢ࡚ゆᯊࡊࠉୖ࣑ゆᯊࢤ࣭ࢺ࠿⏕࠷࡙࠷ࡾ࣓ࢸࣜࡷࣂ࣒࣭ࣚࢰࡡጂᙔᛮࢅ᳠ゞࡊࠉࡐࡡᨭⰃ࡞㈠ࡌࡾࠊࡆࡿ࡞ࡻ
ࡽࠉⱌ㓖஥ᨶᣪິࡡ஢ῼᛮࢅྡྷ୕ࡌࡾࠊ㸧㸣◂✪㛜Ⓠᠺᯕ㸧㸣㸦㸣ཋᏄ⅌ᐖჹୖ㒂ࣉࢴࢺ⁈⼝∸ᣪິゆᯊ
㸝㸦㸞036 Ἢ࡞ࡻࡾୖ㒂ࣉࢴࢺ㒼⟮㒂⁈⼝Ὦฝゆᯊୖ㒂ࣉࢴࢺ㒼⟮㒂⁈⼝Ὦฝゆᯊࢅ⾔࠹ࡒࡴࡡ 036 Ἢࡡ࣓ࢸࣜࢅ᳠ゞࡊࠉムゆᯊࢅ⾔ࡖࡒࠊ036 Ἢࡡ࣓ࢸࣜࡡ᳠ゞ࡚ࡢࠉ036 Ἢࡡᇱᮇࢤ࣭ࢺ ἴᾁゆᯊ⏕ ࢅࡵ࡛࡞ࠉ᪡⛼⏛ኬᏕ࡚ࡡ⁈⼝∸ᗃ㟻ᣉ࠿ࡽ◂✪࡚㛜Ⓠࡊࡒ࣓ࢸࣜࢅྱࡳ゛⟤ࢤ࣭ࢺ࡞ࠉ㸧⛸㢦ࡡ⢇Ꮔ࡞≺❟ࡡ∸⌦㔖ࢅ୙࠻ࡾ࣓ࢸࣜࠉ⇍ఎᑙ⋙࠽ࡻࡦẒ⇍ࡡῺᗐ౪Ꮛᛮࢅᑙථࡊࡒࠊ149

ポスターセッション課題︵原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブ︶㒂ࣉࢴࢺ࡚ࡡ⁈⼝∸ᣪິࡷ㒼⟮㒂ࡡὮฝᣪິࡡ⌦ゆࢅ㐅ࡴࡾࠊࡆࡿࡼࡡ⤎ᯕ࠾ࡼⱌ㓖஥ᨶࢨࢪࢷムゆᯊ࡚ࡢࠉᅸງᐖჹ㈇㏳㒂ࡡ㒼⟮හባ࡞⁈⼝ᾈ㣏࠿⏍ࡋࠉ⁈⼝∸Ὦ㊨࠿ᣉኬࡊ࡙Ὦฝ㔖࠿ቌຊࡌࡾࡆ࡛ࢅ☔ヾࡊࡒ㸝ᅒ㸧㸞ࠊ>@

0s            0.1s         0.2s           0.3s       0.4s          0.5sᅒ㸧゛⿞㒼⟮㒂࢓ࣇ࣭ࣝࢨࣘࣤムゆᯊ⤎ᯕ㸝⁈⼝∸‫⅛࡛۔‬⣪㗨‫۔‬㸞㸝㸧㸞036 Ἢ࡞ࡻࡾୖ㒂ࣉࢴࢺහ⁈⼝∸ᣪິゆᯊ036 Ἢ࡚ୖ㒂ࣉࢴࢺ࡚ࡡᒒ≟໩ࢅゆᯊࡌࡾム㥺        ゆᯊ

ゆᯊ࣓ࢸࣜࡡ㛜Ⓠ࡛᳠ゞࢅ⾔ࡖࡒࠊ ゆᯊ࣓ࢸࣜࡡ㛜Ⓠ࡚ࡢࠉහ㒂Ⓠ⇍࡞ࡻࡾ⮤↓ᑊὮࡡ゛⟤ࠉ⮤↓ᑊὮ࡞ࡻࡾ┞㌷⛛㸝ฆᅖ㸞0.3s

゛⟤ࠉᅸງᣲິࢅᢒḾࡌࡾᏭᏽᛮࡡᨭၻࠉࢅ
ᐁ᪃ࡊࡒࠊゆᯊ࣓ࢸࣜࡡ᳠ゞ࡚ࡢࠉ㞹ງ୯ኳ◂✪ᡜ࡚ᐁ᪃ࡊࡒ㔔ງ┞ฦ㞫ム㥺ࡡ⤎ᯕ࡛Ẓ

0.5s㍉ࡊࡒࠊム㥺࡛ゆᯊࡡ⤎ᯕࡢࡻࡂୌ⮬ࡊࠉ㛜Ⓠࡊࡒ࣓ࢸࣜ࠿᳠チࡈࡿࡒ㸝ᅒ㸨㸞ࠊ>@

1.0s

㸝㸨㸞0$$3 ➴࡞ࡻࡾ⁈⼝∸ᣪິゆᯊ࡛⅌ᚨ⁈⼝∸ࢸ࣭ࢰషᠺ

1.5s

 0$$3 ➴ࡡⱌ㓖஥ᨶࢨࢪࢷ࣑ゆᯊࢤ࣭ࢺࢅ⏕࠷࡙ࠉἓ㦈Ềᆵ㍅Ề⅌ࡡ⁈⼝㐅ᒈࢅゆᯊࡌࡾࡒࡴࡡ஥㇗ࢅ᳠ゞࡊࡒࠊ⅌ᚨ⁈⼝∸ࢸ࣭ࢰ

2.0sషᠺࡡࡒࡴࡡムゆᯊࢅ⾔ࡖࡒࠊ௥⾪ࣈࣚࣤࢹ࡛ࡊ࡙ࠉ⚗ᓞ➠ୌཋᏄງⓆ㞹ᡜ㸧㹳㸪ྒᶭ࡛ྜྷᆵࡡ %:50DUNϨࡡࣈࣚࣤࢹ࡚࠵ࡾ 3HDFK%RWWRP㸧ྒᶭࢅ㐽ᏽࡊࡒࠊ3.0s
㸝ࢨࣛࢤ࣭ࣤἔ࡛ 㣏ሲỀ㸞௥⾪஥㇗࡛ࡊ࡙ࠉ⅌ᚨ⁈⼝☔⋙࠿㧏࠷࡛ࡈࡿ࡙࠷ࡾஹὮ㞹″႕኶ 6%2 ࠉኬ◒᩷෫༴ᮞ႕኶

ᅒ㸨㔔ງᒒฦ㞫ム㥺࡛ᒒ≟໩ゆᯊࡡẒ㍉/%/2&$ ࠉᑚ◒᩷෫༴ᮞ႕኶ 6%/2&$ ࡡ୔஥
㇗ࢅゆᯊࡊࡒ㸝⾪㸦㸞ࠊ⅌ᐖჹࡡ◒᥾࣓࣭ࢺࠉ㈇㏳᫤็ࠉ㈇㏳㟻✒ࠉࡈࡼ࡞⅌ᐖჹୖ㒂ࡡ྘⛸∸㈹ࡡᏋᅹ㔖࠽ࡻࡦῺᗐࡡ᫤⣌าࢸ࣭ࢰࢅᚋࡒ㸝ᅒ㸩㸞ࠊ150⾲㸯⅔ᐜჾୗ㒊࣊ࢵࢻࡢ㈏㏻᫬้࡜㈏㏻㠃✚㸦E㸧◚ᦆ┤๓ࡢᏑᅾ㔞㸦D㸧Ꮡᅾ㔞ࡢ᫬⣔ิᅗ㸲஺ὶ㟁※႙ኻ࡟࠾ࡅࡿ⅔ᐜჾୗ㒊࣊ࢵࢻෆᏑᅾ㔞ࠊ ᗘࡢ᫬⣔ิ㸦㸲㸧ୗ㒊࣊ࢵࢻ⁐⼥≀ᣲືゎᯒࣔࢹࣝࡢ᳨ウ
ཎᏊ⅔ᐜჾୗ㒊࣊ࢵࢻ⁐⼥≀ᡂᒙ໬ࡸୗ㒊࣊ࢵࢻ࠿ࡽࡢ⁐⼥≀ὶฟ࡟㛵ࡋ࡚ࠊ㐣㓞஦ᨾࢩࢫࢸ࣒ゎᯒࢥ࣮ࢻࡢ᪤Ꮡゎᯒἲࡸ᪤Ꮡゎᯒࣔࢹࣝ࡟ࡘ࠸᳨࡚ウࡋࡓࠋ 0(/&25 ࢆᵓᡂࡍࡿࣔࢹࣝࡢ୰࡛ࠊ⁐⼥≀ᣲືࡀ࡝ࡢࡼ࠺࡟ྲྀᢅࢃࢀ࡚࠸ࡿ࠿ࢆ᳨ウࡋࡓࠋⱔ㓞஦ᨾࢆᶍᨃࡋࡓᐇ㦂ࣉࣟࢪ࢙ࢡࢺࡢሗ࿌ࢆㄪᰝࡋࠊ⁐⼥ࢥ࣒ࣜ࢘ࡢᣲື࡛ࡣ㓟໬࠾ࡼࡧඹᬗ࡟ࡘ࠸࡚ホ౯ࡀᚲせ࡛࠶ࡿࡇ࡜ࡀࢃ࠿ࡗࡓࠋ>@ 0(/&25 ࡜ 6$03621 ࡢ୧ࢥ࣮ࢻ࡟ࡘ࠸࡚ࠊホ౯ࡋ࡚࠸ࡿ≀㉁࡜཯ᛂᘧࡢ✀㢮ࠊ⏕ᡂ㔞ࡢィ⟬ࣔࢹࣝࢆ᳨ウࡋࡓࠋ㸰㸬㸰㸬ཎᏊ⅔ᐜჾୗ㒊࣊ࢵࢻ⁐⼥≀ᣲືヨ㦂㸦㸯㸧ヨ㦂⿦⨨ࡢ〇స࡜ணഛヨ㦂 ヨ㦂⿦⨨ࡢ〇స࡛ࡣࠊ㟁ຊ୰ኸ◊✲ᡤ࡟࠾࠸࡚ࠊᡤ᭷ࡋ࡚࠸ࡿ⁐⼥ຍ⇕⅔࡜ࠊ㉎ධࡋࡓ㢧ᚤ࣮ࣞࢨ࣮࣐ࣛࣥศගศᯒჾࢆ⤌ࡳྜࢃࡏࡓࠋணഛヨ㦂࡜ࡋ࡚ࡣࠊཎᏊ⅔ᐜჾୗ㒊࣊ࢵࢻࡢ⁐⼥≀ᣲື࡟㛵ಀࡍࡿ㔜ຊ┦ศ㞳ヨ㦂࡜ࠊᐜჾࡢ⁐⼥㈏㏻࡜ఏ⇕≉ᛶヨ㦂ࢆ⾜ࡗࡓࠋ⣔࡟࠾ࡅࡿ㔜ຊ┦ศ㞳ࢆࢩࣜࢥ࣮ࣥἜ࡜ሷ໬ࢼࢺ࣒ࣜ࢘Ỉ⁐ᾮࢆ⏝࠸࡚ᐇ᪋ࡋࡓࠋ஧✀㢮ࡢ⁐ᾮࡀΰྜࡋ࡚ࠊ㍍࠸ὶయࡀ㔜࠸ὶయࡢୖ࡟✚ᒙࡍࡿ㐣⛬ࢆྍど໬ࡋ࡚ࢹ࣮ࢱ࣮࣋ࢫ࡜ࡋࡓࠋᐦᗘࡢ኱ࡁ࠸ὶయࢆᐦᗘࡢᑠࡉ࠸ὶయ࡟ὀධࡋ࡚ࠊ㔜ຊ࡟ࡼࡾ┦ศ㞳ࡍࡿ⌧㇟ࢆྍど໬ࡋࡓࠋఏ⇕ሷࡢୖ࠿ࡽ⁐⼥ࡋࡓ㘏ࢆὀධࡋࠊᗘࢆࣃ࣓࣮ࣛࢱ࡜ࡋ࡚จᅛࡢ᫬㛫ኚ໬ࢆほᐹࡋࡓࠋ
⁐⼥㈏㏻ヨ㦂࡛ࡣࠊ㘏〇༙⌫ᐜჾ࡟ୖ㒊࠿ࡽ⁐⼥㘏ࢆὀධࡋࠊᗘࢆࣃ࣓࣮ࣛࢱ࡜ࡋ࡚㈏㏻࡟

⮳ࡿ᫬㛫ኚ໬ࢆほᐹࡋࡓࠋᐜჾୗ㒊ఏ⇕≉ᛶヨ㦂࡛ࡣࠊ࢔࣑ࣝࢽ࣒࢘ᐜჾ࡟ࢩࣜࢥ࣮ࣥἜࢆὀධࡋࠊᐜჾᗏ㒊ࡢእ㠃⇕ὶ᮰࡜እ㠃ᗘࡢ᫬㛫ኚ໬ࢆᐃࡋࡓࠋ

151

ポスターセッション課題︵原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブ︶⁐⼥ࡸจᅛࢆకࢃ࡞࠸➼㸝㸧㸞ム㥺∞᩷㟻ࡡ⤄ᠺฦᯊ࡛කᏕびᐳ஢ങム㥺ᚃࡡム㥺∞᩷㟻ࢅ㢟᚜࣭ࣝࢧ࣭࣏ࣚࣤฦකฦᯊჹ㸝ᅒ㸪㸞ࢅ⏕࠷࡙⤄ᠺฦᯊ࡛කᏕびᐳࢅ⾔ࡖࡒࠊࢪࢷࣤࣝࢪ㗨࡞㓗໩⭯ࢅ⏍ᠺࡈࡎࡒム㥺∞ࢅ౐⏕ࡊ࡙ࠉࡐࡡ᩷㟻ࡡ⤄ᠺฦᯊ࡛කᏕびᐳࢅ⾔ࡖࡒࠊ㓗໩⭯ࡡ⤄ᠺࡢྊちびᐳ࡚ࡢึืࡊ࡞ࡂ࠷࠿ࠉ࣏ࣚࣤฦකฦᯊ࡞ࡻࡽࠉࣉ࣏ࢰ࢕ࢹ㓗໩㕪㸝)H2 㸞࡛࣏ࢡࢾࢰ࢕ࢹ㓗໩㕪ࠊ㸝)H2㸞ࡡฦᕱ≟Ἓ࠿☔ヾ࡚ࡀࡒ㸝ᅒ㸫㸞ᅒ㸪㉆ථࡊࡒ࣏ࣚࣤฦකฦᯊჹ䝦䝬䝍䜲䝖㓟໬㕲 (Fe2O3)

010Pm
Fe2O3
㸨㸣௑ᚃࡡᒈ᭻ ஥ᴏࡡิᖳᗐ࡛ࡊ࡙ิ᭿ࡡ┘ᵾࢅ㐡ᠺࡊࠉ㸧ᖳ┘ࡡ゛⏤ࢅᐁ᪃୯࡚࠵ࡾࠊ⁈⼝∸ࡡཋᏄ⅌ᐖჹୖ㒂ࣉࢴࢺ࡚ࡡᠺᒒ໩࡞㛭ࡌࡾᣪິ࡛ཋᏄ⅌ᐖჹୖ㒂ࣉࢴࢺ⁈⼝㈇㏳ᣪິࡡ⌦ゆࢅ
ᢜᮇⓏ࡞ྡྷ୕ࡈࡎࡾࡆ࡛ࢅ┘Ⓩ࡛ࡊ࡙ࠉ⁈⼝Ὦฝゆᯊ࣬⁈⼝∸ᣪິゆᯊ࣓ࢸࣜࡡ᳠ゞࢅ㐅ࡴࡾࠊྙࢂࡎ࡙ࠉⱌ㓖஥ᨶࢨࢪࢷ࣑ゆᯊࢤ࣭ࢺ࡞ࡻࡾ⅌ᚨ⁈⼝∸ࢸ࣭ࢰࡡషᠺ࡛ࠉム㥺ࢸ࣭ࢰࡡཱིᚋཀྵࡦ⁈⼝Ίྙ≟ឺࡡびῼࡡࡒࡴࡡム㥺ࢅᐁ᪃ࡌࡾࠊ

Fe3O4䝬䜾䝛䝍䜲䝖㓟໬㕲 (Fe3O4)ᅒ㸫ム㥺∞᩷㟻ࡡ⤄ᠺฦᯊ࡛කᏕびᐳ㸩㸣ཤ⩻ᩝ⊡㸝ᠺᯕⓆ⾪㸞>@ᴤཋ⋖ኬ㸡ᒱⰶ᪺㸡͆036 Ἢ࡞ࡻࡾ⁈⼝∸ᣪິゆᯊ  ୖ㒂ࣉࢴࢺ㒼⟮ࡻࡽࡡὮฝ㸡͇᪝ᮇཋᏄງᏕఌ  ᖳ⚽ࡡኬఌ㸡+㸡ඳᡖᕝᴏኬᏕ  >@*HQ/L<RVKLDNL2NDHWDO͆1XPHULFDOVLPXODWLRQRIVWUDWLILFDWLRQEHKDYLRUXVLQJPRYLQJSDUWLFOHVHPLLPSOLFLWPHWKRG͇➠  ᅂ゛⟤ᕝᏕㅦⁿఌ㸡)᮶ாኬᏕ⏍⏐ᢇ⾙◂✪ᡜ  >@ཿㆺḿ⿩㸡*HQ/Lᒱⰶ᪺㸡௙͆஦Ὦమࡡ㔔ງᒒฦ㞫㐛⛤  ྊち໩ᐁ㥺㸡  036 Ἢゆᯊ͇᪝ᮇᶭ᲌Ꮥఌ  ᖳᗐᖳḗኬఌ㸡66㸡ᒱᒜኬᏕ  >@*HQ/L<RVKLDNL2NDHWDO͆([SHULPHQWVDQG036DQDO\VLVRIVWUDWLILFDWLRQEHKDYLRURIWZRLPPLVFLEOHIOXLGV͇1XFOHDU(QJLQHHULQJDQG'HVLJQSS  >@$VULO3UDPXWDGL$QGL0XVWDUL<RVKLDNL2NDDQG0DVDKLUR)XUX\D͆0360HWKRGIRUHXWHFWLF
SKHQRPHQDDQDO\VLVLQ%:5VHYHUHDFFLGHQW͇(506$5WK(XURSHDQ5HYLHZ0HHWLQJRQ
6HYHUH$FFLGHQW5HVHDUFK3RVWHUVHVVLRQ3DODLVGHV3DSHV$YLJQRQ)UDQFH  152