Experimental study and kinetic analysis on sodium oxide-silica reaction

ナトリウム酸化物とシリカの反応に関する実験的研究と速度論解析

菊地 晋  ; 古賀 信吉*; 清野 裕 ; 大野 修司  

Kikuchi, Shin; Koga, Nobuyoshi*; Seino, Hiroshi; Ohno, Shuji

ナトリウム冷却高速炉において、万が一冷却材であるナトリウムが漏えいし、構造コンクリートを保護しているライナーをも破損させる過酷な事象を想定した場合、ナトリウムーコンクリート反応が生じる可能性がある。ナトリウムーコンクリート反応は、水素の発生、エネルギーの放出(発熱)、コンクリートの浸食を伴うため、これらの現象を理解することが重要である。本研究では、一連のナトリウムーコンクリート反応試験シリーズのうち、ナトリウム酸化物とシリカの反応性について着目した。ナトリウム酸化物とシリカの熱分析および化学分析により、前回の試験で確認したナトリウムとシリカの反応と比較して、かなり低い温度で反応が起こることを明らかにした。

In a sodium-cooled fast reactor (SFR), if considering hypothetical severe accidental condition such as the steel liner failure of structural concrete caused by intensive leakage of liquid sodium (Na) coolant, the liquid sodium-concrete reaction (SCR) may take place. The major consequences of SCR are hydrogen release, energy release and concrete ablation. Thus, it is important to understand the phenomenology of SCR. As a part of a series of studies on SCR, this study focused on the reaction between sodium oxide (NaO) and silica (SiO). Through thermoanalytical and X-ray diffraction measurements, it was revealed that NaO-SiO reaction to form sodium orthosilicate (NaSiO) occurs at significantly lower temperature in comparison with Na-SiO reaction.