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Recent activities of Pb-Bi technology for ADS at JAERI

原研における鉛ビスマス技術の現状

菊地 賢司; 斎藤 滋; 倉田 有司; 二川 正敏; 佐々 敏信; 大井川 宏之; 梅野 誠*; 森恵 次郎*; 高野 秀機; 若井 栄一

Kikuchi, Kenji; Saito, Shigeru; Kurata, Yuji; Futakawa, Masatoshi; Sasa, Toshinobu; Oigawa, Hiroyuki; Umeno, Makoto*; Mori, Keijiro*; Takano, Hideki; Wakai, Eiichi

J-PARCでADSターゲット施設を建設するために実施しているR&Dの成果として、最新の鉛ビスマス材料技術の成果をターゲット設計、流動ループ試験、静的試験、 酸素センサー開発、洗浄試験結果について述べている。SUS316材を450$$^{circ}$$Cの鉛ビスマス流動下で、3000時間試験した結果、腐食量は0.1mmであった。低温部にFeとCrの合金が析出した。循環ループ高温部で溶解したこれらの元素が、低温部で溶解度の違いのために析出した物である。静的試験結果から、腐食層厚さは、合金中Cr量の増加とともに減少した。信頼性ある酸素センサーを参照電極を選択して、開発する予定である。洗浄試験の結果、シリコンオイル浴後の効果的な洗浄はブラッシングが必要であること、混酸を使うとほぼ完全に鉛ビスマスを洗浄できたが、試験片自体も色が付き、影響を受けた。

In order to construct ADS Target Test facility in J-PARC project the research and development on Pb-Bi technology have been carried, which cover target design with computer simulation, flowing loop test, stagnant corrosion test, oxygen sensor and cleaning techniques. Obtained results are as follows: Corrosion rate of SUS316 under flowing Pb-Bi at 1m/s at 450$$^{circ}$$C is 0.1 mm / 3000 hrs. Fe and Cr were melted into lead bismuth from SS316 in the high temperature part and deposited in the low-temperature part according to the difference of solubility. The corrosion thickness decreases with increasing Cr content in the stagnant corrosion test at saturated oxygen concentration. Reliable oxygen sensors are to be developed by using suitable reference electrodes. As a result of cleaning tests, blushing process was needed to remove Pb-Bi effectively after immersion in the silicon oil. The mixed acid easily dissolved Pb-Bi and removed almost perfectly. But specimens themselves were affected by coloring.

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