[1H01-08] Melt Behavior 1

[1H03] Advanced Multi-Scale Modeling and Experimental Tests on Fuel Degradation in Severe Accident Conditions (1)

(No.3) Development of an element process model of melting for core internals

*Masaki Kurata¹, Takehiko Tou², Masahiro Tanaka³, Susumu Yamashita¹, Yuji Nagae¹ (1. Japan Atomic Energy Agency, 2. NIPPON STEEL & SUMIKIN TECHNOLOGY, 3. Nippon Steel & Sumitomo Metal)

Keywords:Computational fluid dynamics, severe accident, melting/solidification, multicomponent flow, steam reaction

本研究では、燃料集合体と制御棒の初期段階における崩壊挙動の解析技術の高度化を目標として、共晶反応と水蒸気反応を考慮したマルチフィジックスモデルを検討し、別途実施された基礎実験との対比検証を実施した。モデリングでは、気相と液・固相の自由界面をVolume of Fluid法で追跡し、液・固相構成成分であるB、Zr、Feの共晶反応による溶融・凝固、ジルカロイの水蒸気酸化反応による酸化膜形成・水蒸気発生のモデルを組み込んだ。実験は、模擬燃料棒・制御棒を水蒸気量を調整した雰囲気下で誘導加熱するものであり、結果比較によりモデルの妥当性が検証された。