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韓国原子力研、原子炉冷却水のリアルタイム気泡探知分析技術を開発

音波探知技術利用···原子炉の安全性強化に寄与の見込み


韓国原子力研究院(ハ・ジェジュ院長)は同研究院原子力材料研究部のシム・ヒサン博士、ホ・ドヘン博士研究チームが音響放出(Acoustic Emission)を利用して原子炉冷却水から発生する気泡をリアルタイムで探知分析する技術である「冷却水沸騰現象音響放出探知分析技術」を開発したと3月26日に発表した。

研究チームの開発した冷却水沸騰現象音響放出探知分析技術は潜水艦の音響探知などで使用される技術。核燃料被覆管(以下、被覆管)に設置したセンサーで高温高圧の条件で気泡発生時に現れる音波を探知、リアルタイムで気泡発生の有無と発生量を分析する。研究チームは探知装置だけでなく環境信号と気泡発生信号を分離する分析方法も開発した。

原子炉冷却水は原子炉の安全の核心要素で核分裂連鎖反応で熱くなる被覆管の表面を冷ます役割を果たす。原子炉の内部は高圧が維持され330℃でも冷却水は沸騰しないが被覆管の温度が次第に上がり冷却水の温度が345℃に達すると被覆管の表面に気泡が発生する。

被覆管の表面に発生した気泡は被覆管の熱放出を防ぎ被覆管の表面にさびと類似した腐蝕生成物が付着しやすくなる。冷却水の気泡は被覆管の安全性を脅かすといえる。

従来は高温高圧の原子炉で発生する気泡をリアルタイムで探知するのは困難だった。冷却水の温度や原子炉の熱出力測定値を通じて間接的に推定するしかなかった。腐蝕生成物の付着量が急激に増加すると原子炉の熱出力が下がり、ひいては運転の中断にもつながる。

だが本技術を活用すれば被覆管の健全性維持に効果的であるだけでなく正確な気泡発生量を知ることができるので不必要な熱出力の減少をなくすことが可能。また最近現場でイシューとなっている軸方向出力不均一などを防止することができ原子炉の安全性をさらに高められるものと期待される。研究チームは今後被覆管の腐蝕生成物付着量を減らし予測する技術に発展させるために研究を続けたいとしている。

本技術と関連して韓国国内で特許登録が完了、『Annals of Nuclear Energy』などSCI学術誌に4編の論文が掲載された。







[2018-03-28]

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