ナトリウム中の粒状物挙動試験; 磁気フィルタ及びメッシュフィルタによる捕集

Behavior of particulate impurities in sodium system; Tests by mesh-type and magnetic-type filters

佐々木 修一; 西沢 賢一*; 姫野 嘉昭; 服部 直三*; 井口 達郎*

Sasaki, Shuichi; not registered; Himeno, Yoshiaki; not registered; Iguchi, Tatsuro*

高温で長時間使用されるナトリウム試験施設では粒状不純物が特定場所に堆積する。同様なことはFBRの冷却系でも起こり,特に一次系では放射性腐食生成物の堆積は周囲の放射線レベルを増加させることが考えられる。粒状不純物に関しては,これまで断片的な実験情報が得られているのみで系統的なR&Dは行われていない。従ってFBRの冷却系でこれら粒状不純物が,いかなる挙動を示すかは明らかではなかった。ここでは粒状不純物の成分組成,濃度,粒径分布およぴ捕集方法に関する情報を得る目的で一連の試験を行った。捕集手段として機械的な方法であるメッシュフィルタと電磁気的な方法である磁気フィルタを用いた。本試験結果を要約すると以下の通りである。使用した試験装置の粒状不純物濃度は15ppbで,ループ主循環系の流速に強く依存し,粒子の沈降が濃度を支配する。厳密な粒径分布の測定は今後の課題であるが,捕集された粒状不純物の粒径は50mからサブミクロンまでの広い範囲にまたがり,23mにピークが認められた。粒状不純物の主成分はFe(1843%),Cr(4.418%),Mn(49%),Ni(23%),Si(34%)であった。粒状不純物の捕集手段として今回使用したメッシュフィルタ,磁気フィルタはともに有効であった。

In an sodium test facility, particulate impurities are accumulated with time progresses when it has been operated for long period of times at elevated temperatures. Similar event may also be happen in coolant systems of LMFBR. In particular, deposition of radioactive corrosion products in sodium components and in pipings of a primary coolant system of the reactor may causes in high radiation background around them. But, the fact is that behavior of particulate corrosion products in sodium system is not well understood. No information is available, except few experimental findings. To meet the requirement, a series of tests have been conducted placing their emphasis on determinations of particle sizes, elements compositions, and concentration of particulate in flowing sodium system. Mesh-type and magnetic-type filters were used for these purposes. Results here obtained are summerized as follows. (1)Particulate concentrations of the present sodium loop ranged from 15 ppb depending strongly upon flow velocity in main sodium curculation piping. This suggests that concentration is being controlled by settling of particles. (2)Particle sizes determined ranged from sub-micron to 50 m, while their mean radius was 2-3 m. (3)Main compositional elements of particulates were Fe (18-48%), Cr (4.4-18%), Mn (4-9%), Ni(2-3%), and Si(3-4%). (4)Both the present mesh-type and magnetic-type filters worked effectively for collecting and trapping particulates in the loop sodium.