Research and development on lead-bismuth technology for accelerator-driven transmutation system at JAERI

原研における加速器駆動核変換システムのための鉛ビスマス技術に関する研究開発

倉田 有司; 菊地 賢司; 斎藤 滋   ; 鎌田 勤也*; 北野 照明*; 大井川 宏之 

Kurata, Yuji; Kikuchi, Kenji; Saito, Shigeru; Kamata, Kinya*; Kitano, Teruaki*; Oigawa, Hiroyuki

加速器駆動システムのための鉛ビスマス技術に関する研究開発が行われてきた。酸素制御なしで3000h、JLBL-1を用いた316SSの結果より、高温部から低温部への質量移行が観察された。電磁ポンプの円管流路に沈着した鉛ビスマスとFe-Cr結晶粒が流路閉塞と流量の低下を引き起こしたことがわかった。ループシステムの改良はループの運転によい結果をもたらした。MES(三井造船)ループを用いた10wt.%酸素濃度の1000h試験では、著しい腐食/エロージョンは観察されなかった。静的腐食試験の結果は、450Cでは鋼材中Cr量の増加とともに腐食深さは減少するが、550Cでは316SS, JPCAの腐食深さはNi, Crの溶出,Pb, Biの浸入により著しい増加を示す。Si添加鋼は550Cで優れた耐食性を示す。

R&D on lead-bismuth technology have been conducted for accelerator driven system. From the test results of 316SS using JLBL-1 for 3000h without active oxygen control, mass transfer from high temperature to low temperature parts was observed. It was found that deposition of Pb/Bi and Fe-Cr grains in the annular channel of the electro-magnetic pump caused plugging and decrease in flow rate. The modification of the loop system brought about a good effect on operation. Significant erosion/corrosion was not observed in the experiment using MES loop for 1000h under 10wt.% oxygen condition. The results of static corrosion tests showed the following: corrosion depth decreased at 450C with increasing Cr content in steels while corrosion depth of JPCA and 316SS became larger due to ferritization caused by dissolution of Ni and Cr at 550C. Si-added steel exhibited good corrosion resistance at 550C.