報告書番号

N13008

タイトル（和文）

キャニスタの長期密封性能評価手法の開発（その１）－ヘリウム漏えい検知のための解析手法の基礎的検討－

タイトル（英文）

Development of Evaluation Method of Long-term Confinement Performance for Canister (Part 1) - Fundamental Study of Analyses Method for Helium Leak Detection -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

使用済燃料貯蔵の長期貯蔵管理に対しては、世界的にも関心が高まっていることから、各国での現状と取り組みを調査した。本研究では、キャニスタ内ヘリウムが漏えいした際に、キャニスタ表面温度が変化する現象を利用したモニタリングシステムを実用化するため数値解析による現象の解明に着手した。
漏えい現象を精度よく解析するには、気体の圧縮性を考慮しつつも低マッハ数の流れを安定に解くことのできる解法が必要である。そこで、既往の圧縮性流体解法に独自の改良を加え、熱流動現象に適用可能かつ質量保存則を高精度に満足する解法を構築した。
また、内部の圧力や質量の変化についても妥当な結果が得られた。容器内の温度分布については、リークの前後で変化することを確認した。
容器からの漏えい解析に対しては、提案した手法を用いることで、ヘリウム漏えいを安定に計算することができた。内部の圧力や質量の変化についても妥当な結果が得られた。容器内の温度分布については、リークの前後で顕著に変化することを確認した。

概要 （英文）

The long-term storage management of spent nuclear fuel is becoming a global issue, so we researched the present status and measures of the management in each country. In particular, in the storage using a concrete cask, a leak detecting method that the leak is detected from the change in canister surface temperature has been proposed. Thus, we performed thermal hydraulics analysis for clarifying the phenomenon in order to work toward practical use of the detector using the method.
For analyzing the leak phenomenon with high accuracy, it is necessary to stably solve the low-Mach number flow problem considering compressibility of gas. Therefore, we originally modified the previous compressible flow solution method and established the method which is applicable to thermo-hydraulics phenomena and satisfies the mass conservation law with high accuracy. As for the analysis of leak from the cavity, a helium leak phenomenon could be calculated stably by using the proposed method. The pressure in the cavity and the change of the mass could be also analyzed validly. As for the temperature distribution in the cavity, it was confirmed that the temperature changes before and after the leak.

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