[1F10-13] 原子力安全のための計算科学

[1F13] MPS法に基づいたMCCIにおける多相多成分伝熱流動解析手法の開発

*福田 貴斉¹、山路 哲史¹、武井 遥来¹、山下 晋²、吉田 啓之² (1. 早稲田大、2. JAEA)

キーワード：MPS法、多相多成分流、界面張力 、溶融炉心・コンクリート相互作用 、VULCANO VF-U1実験 、JUPITERコード

VULCANO VF-U1実験により、原子炉過酷事故時に溶融炉心・コンクリート相互作用(MCCI)が発生すると、その後には多成分のデブリが複雑に分布することが示唆された。このような分布の形成機構を明らかにできればMCCIの理解を根本的に深めることができるが、従来の数値解析手法では同実験のMCCIのような固・液・気三相の複雑な相互作用と多成分の界面追跡を統合した伝熱流動現象の解析が困難であった。本研究では、MPS法における固液相変化、混合、界面張力、気液相互作用のモデル化に伴う課題の解決とそれらの統合的な考慮を両立するため、安定的に複雑な界面に適用できる界面張力モデルと、気泡の上昇運動が溶融物の流動に及ぼす影響を簡易的に評価する簡易気泡モデルを考案し、改良MPS法を開発した。さらに、この改良MPS法による解析により同実験の金属成分の分布の形成機構を示し、MCCIの理解を深めた。