HTTR水素製造システムの水素同位体透過に関する研究,2; 酸化膜による重水素透過の低減効果(受託研究)

Study on hydrogen isotope permeation in the HTTR hydrogen production system, 2; Effectiveness of reducing the amount of permeated deuterium by oxidized film (Contract research)

武田 哲明; 岩月 仁* ; 西原 哲夫 

Takeda, Tetsuaki; Iwatsuki, Jin*; Nishihara, Tetsuo

高温工学試験研究炉(HTTR)に接続する水素製造システムでは、中間熱交換器の伝熱管や水蒸気改質器の触媒管に使用される高温耐熱合金中の水素同位体透過が重要な問題となる。そこで、安全審査や数値解析コードの開発に必要なデータを取得するため、機器要素試験の一つとして水素透過試験を実施した。本研究の目的は、ハステロイXRや他の高温耐熱合金に対する水素同位体透過係数を取得するとともに、酸化膜が水素同位体透過量の低減効果に及ぼす影響を定量的に評価することである。試験の結果から、原子炉運転初期に伝熱管表面に形成される酸化膜により、HTTR1次系から熱利用系に透過するトリチウム透過量は低減されると予想される。本報告書は、伝熱管表面に酸化膜が形成された場合のハステロイXRに対する水素と重水素透過量の低減効果と酸化膜の形成状態についてまとめたものである。

Permeation of hydrogen isotope through a high-temperature alloy as used a heat transfer pipe of an intermediate heat exchanger and a steam reformer is an important problem in the hydrogen production system connected to be the high-temperature engineering test reactor (HTTR). In order to obtain detailed data for safety review and development of analytical codes, a test of permeation of hydrogen isotope was carried out as one of essential tests. The objective of this study is to obtain a permeability of hydrogen isotope through Hastelloy XR and other high temperature alloys and to evaluate quantitatively an effect of oxidized film on reducing the amount of permeated hydrogen through the pipe. From the results obtained in this experiment, it is supposed that the oxidized film produced on the surface of the heat transfer pipe during an early stage of the reactor operation will reduce the amount of tritium permeated from the primary circuit of the HTTR to the utilization system.