共同研究終了報告書 ナトリウム中の腐食及び質量移行試験による高速増殖炉の炉心用新合金の開発研究

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鈴木 正*; 八木 隆雄

not registered; Yagi, Takao

多くの国々でLMFBR燃料の倍増時間及び燃焼率を向上することができる,新しい燃料被覆管及びラッパ管用の合金の研究が必要になっている。この研究は新合金の高温流動ナトリウム中の共存性の研究を含んでいる。また,一次ナトリウム系中に放射性の腐食生成物が溶出し,これが沈着すると一次ナトリウム系の近傍が放射化して保守,修繕のために遠隔操作が必要になる場合がある。また,腐食量の低減は材料強度確保の点からも重要である。このため,燃料被覆管及びラッパ管用の合金の腐食及び質量移行は最小にする必要がある。日本では,新しい炉心材料の開発のために,動燃事業団が新しいオーステナイト系合金を設計して提案した。その後,これらの合金は検討委員会により承認され,1979年に製造されたこの検討委員会は金材技研の人間を含む外部の専門家で構成されていた。1980年8月から1983年3月まで,金材技研-動燃事業団の共同研究契約に基づき,これらの合金から選抜した10合金の薄板試験片について700のナトリウム環境中の1,000hまでの腐食及び質量移行を金材技研筑波支所において調べ,その結果は既に報告した(PNC SJ255 83-02)。1983年8月から1986年3月までの第2回共同研究契約では,これらの10合金及び比較用ステンレス鋼について同じナトリウム環境中の約4,000hまでの腐食挙動を金材技研筑波支所において調べたので,ここに結果を報告する。合金の下流位置零における腐食減量,及び表面近傍におけるCr,Ni及びFeの濃度を腐食時間の関数として調べた。合金のナトリウム腐食ではNi及びCrの選択的溶出が重要な役割を演じる。初期には,腐食速度が速く,Cr及びNiの選択的溶出が急速に進んだ。つぎの時期には,腐食速度及びCr及びNiの減少が時間経過とともに小さくなり,合金組成に依存して腐食速度及びCr,Ni及びFeの表面濃度が約2,000h後に定常になった。また,腐食速度は合金中のNiの初濃度の増加とともに大きくなった。ミクロ組織の観察から,Ni含有量が大きい合金,とくに2種類の析出強化型Fe-Ni合金,について表面の浸食が認められた。また,10合金はTiのような炭素及び窒素との親和性が強い金属添加元素を含むため炭素及び窒素の含有量が増加した。また,窒素を0.01wt%以上含む2合金は類似量のCr及びNi及び

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