[L25] マイクロ波加熱による突沸現象の発生限界に関する研究
キーワード：核燃料サイクル, マイクロ波加熱, 脱硝, 過渡沸騰, 突沸
核燃料サイクルの脱硝転換工程では，マイクロ波加熱脱硝法により，使用済み燃料の再処理溶液からMOX原料粉末が製造されている．将来，量産性や経済性を高めるために脱硝容器の大型化や処理時間の短縮化が求められている．しかしながら容器形状やマイクロ波の出力によって，マイクロ波加熱時に溶液の突沸の発生が確認されていることから，突沸の発生を抑制しつつ，適切な容器形状の設計やマイクロ波照射条件の把握が必要とされている．そこで本研究では，突沸現象の支配因子及び発生限界の解明を目的とし実験を実施した．実験では，高速度カメラを用いた突沸時の詳細可視化観測及び液体の温度計測を行った．実験結果から，突沸は単一気泡の発生がトリガーとなって突沸発生に至ることが観測された．また，突沸現象の発生限界は，液体に吸収される熱量と液面から放出される熱量に相関することが明らかとなり，処理規模の限界把握の予測が可能となった．