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研究開発の紹介

システム安全評価手法の開発

ナトリウム冷却高速炉プラントシステムとしての安全性の観点から、ナトリウム特有の性質に着目した解析技術やプラント事故時の挙動を評価するための解析技術の開発を行っています。

ナトリウム燃焼

万一、冷却材のナトリウムが空気中に漏えいしても、重大事故には至らないことを示したり、そのようなプラント設計を行うために、ナトリウム燃焼(火災)を評価するシミュレーションツールを開発しています。この動画は床面で飛散したナトリウム液滴が燃焼し、ガス温度が変化する様子を示しています。

ARKADIAプラットフォーム

ナトリウム-水反応

炉心から取り出した熱は、最終的に機械エネルギー(動力)に変換され発電機を回転させることで電気エネルギーにします。高速炉でも、火力発電や軽水炉と同じように蒸気を作ることによって電気エネルギーを得ます。ナトリウムは水と激しく反応するため、蒸気発生器でのナトリウム-水反応に関する数値解析技術の開発を行っています。

ナトリウムの反応性に関する基礎研究

炉心から取り出した熱は、最終的に機械エネルギー(動力)に変換され発電機を回転させることで電気エネルギーにします。高速炉でも、火力発電や軽水炉と同じように蒸気を作ることによって電気エネルギーを得ます。ナトリウムは水と激しく反応するため、蒸気発生器でのナトリウム-水反応に関する数値解析技術の開発を行っています。従来は伝熱管の曲面を階段状に模擬する構造格子を用いていましたが、形状模擬精度の高い非構造格子による解析を可能としました。

事故時の挙動評価

プラントシステムの安全性の観点では、事故時のプラント挙動の把握が極めて重要ですが、事故開始から終息までを一つのツールで評価する手法は世界的にもありませんでした。JAEAでは、炉心内部(炉内)での事故時挙動やプラント建屋内(炉外)での挙動を、一貫して評価可能な解析技術の開発を行っています。

冷却材(ナトリウム)の流出に伴う液位の低下で燃料が破損する事故評価の例
(原子炉液位低下事象と呼ばれます) 冷却材(ナトリウム)の流出に伴う液位の低下で燃料が破損する事故評価の例
研究開発の紹介