Study on chemisorption model of cesium hydroxide onto stainless steel type 304

304ステンレス鋼への水酸化セシウムによる化学吸着モデルに関する研究

中島 邦久  ; 西岡 俊一郎*; 鈴木 恵理子   ; 逢坂 正彦  

Nakajima, Kunihisa; Nishioka, Shunichiro*; Suzuki, Eriko; Osaka, Masahiko

軽水炉シビアアクシデント時、ステンレス鋼(SS304)に化学吸着したセシウム量を推定するために、セシウム化学吸着モデルが構築されている。しかし、既存の化学吸着モデルは、実験結果をうまく再現することができていない。そのため、本研究では、化学反応を伴う気液系の物質移動理論(浸透説)や気相固相界面における水酸化セシウム(CsOH)の分解反応に対する質量作用の法則を組合せることで、SS304中のケイ素濃度や気相中の水酸化セシウム濃度の影響を考慮したモデルを構築した。その結果、既存モデルを用いた場合よりも、本研究で得られた修正モデルの方が、実験データをより正確に再現できることが分かった。

A large amount of cesium (Cs) chemisorbed onto stainless steel is predicted to be present especially in the upper region of reactor pressure vessel (RPV) during light water reactor severe accident (LWR SA) and a chemisorption model was developed for estimation of such amounts of Cs for stainless steel type 304 (SS304). However, this existing chemisorption model cannot accurately reproduce experimental results. Therefore, in this study, a modified Cs chemisorption model which accounts for silicon content in SS304 and concentration of cesium hydroxide (CsOH) in gaseous phases was constructed by combining penetration theory for gas-liquid mass transfer with chemical reaction and mass action law for CsOH decomposition at interface between gaseous and solid phases. As a result, it was found that the modified model was able to reproduce the experimental data more accurately than the existing model.