[1G11-14] Fast Reactor Thermal Hydraulics

[1G14] Solidification behavior of molten droplet falling through coolant

*Kota Kawasaki¹, Akiko Kaneko¹, Yutaka Abe¹, Kazuya Koyama² (1. University of Tsukuba, 2. Mitsubishi FBR Systems, Inc.)

Keywords:Sodium-cooled fast reactor, Core-disruptive accident, Solidification, Molten droplet, U-alloy 58

SFRにおいて炉心損傷事象が発生した際，溶融燃料の冷却が不十分となると，さらなる重大事故を引き起こされる．このため溶融燃料の下部プレナム中での冷却挙動を把握することが重要となる．この時発生する溶融燃料ジェットに関する研究が多く行われているが，ジェットの複雑さの影響で詳細な挙動は明らかとなっていない．そこで，より単純な系である液滴を対象とした研究が必要とされている．
本研究では，溶融液滴を用いて，水中へ滴下された溶融液滴の冷却・固化プロセスの解明を目的とする．試料として低融点金属U-アロイ58を用いた．液滴滴下高さとプール水初期温度をパラメータとした．プール水に滴下される溶融液滴の固化挙動をハイスピードカメラで撮影し，得られた液滴の固化挙動を無次元数により整理した．また，熱伝導方程式から液滴内温度分布を計算し可視化動画と比較した結果，液滴表面が凝固点に達した時，液滴が固形物となることが分かった．