[2I06-11] 相変化

[2I09] マイクロ波加熱における高誘電率溶液の加熱特性

*小林 昌平¹、藤田 峻也¹、金子 暁子¹、阿部 豊¹、湯淺 朋久¹、瀬川 智臣²、加藤 良幸²、川口 浩一²、石井 克典² (1. 筑波大学、2. 日本原子力研究開発機構)

キーワード：マイクロ波、突沸、誘電率

核燃料サイクルにおいて，使用済み燃料の再処理で回収した硝酸ウラン・硝酸プルトニウム混合溶液を酸化物に転換する工程でマイクロ波加熱脱硝法が使用されている．将来の実用化サイクルにおいては，量産性が求められる一方，著しい飛散を起こし得る突沸現象を避ける必要がある．本研究では、再処理溶液の電気的特性である誘電率に着目し，模擬溶液として塩化カリウム(KCl)水溶液を用いて，溶液の誘電率が突沸現象に及ぼす影響を評価した．蒸留水およびKCl水溶液の突沸現象を高速度カメラで観察し，挙動の違いを調べた．次に，マイクロ波加熱による溶液内の加熱状況を調べるため，KCl水溶液内の異なる位置で光ファイバーセンサを用いて温度計測を行い，加熱効率の算出を行った．また，電磁場解析によって，加熱効率を算出し，実験値との比較を行った．最後に加熱効率を用いて突沸の発生限界を求めた．