鉛ビスマスのナトリウム中移行挙動予備試験; 反応挙動に及ぼす試験温度と鉛ビスマス量の影響

Lead-Bismuth Transfer Behavior Preliminary Test in Liquid Sodium; Effect of Test Temperature and Amount of Lead-Bismuth on Reaction Behavior

斉藤 淳一  ; 佐川 憲彦; 大野 修司  ; 浜田 広次  ; 宮原 信哉  

Saito, Junichi; Sagawa, Norihiko; Ohno, Shuji; Hamada, Hirotsugu; Miyahara, Shinya

高速炉実用化戦略調査研究(フェーズI)では、鉛ビスマスを中間熱媒体として利用する二次系簡素化概念が一つの候補として選定されている。本研究では実用化戦略調査研究(フェーズII)で鉛ビスマスのナトリウム中移行挙動を実験により明らかにすることを目的としている。液体ナトリウム中に液体鉛ビスマスを滴下する試験を試験温度と鉛ビスマス量を変えて実施した。その結果より、試験温度と鉛ビスマス滴下量がナトリウムと鉛ビスマスの反応挙動に及ぼす影響を明らかにした。試験により得られた結果を以下に示す。(1)試験温度が低い方が、ナトリウムと鉛ビスマスが反応し発熱するまでに時間を要する。このことは試験温度がナトリウムと鉛ビスマスの反応挙動に影響していることを示している。(2)鉛ビスマス滴下量はナトリウムと鉛ビスマスの反応により生成する反応生成物の量と種類に影響している。(3)ナトリウムと鉛ビスマスの反応による発熱量は、主に生成しているBiNaの生成エンタルピーから算出した生成熱とおおむね一致している。

The simplified secondary sodium cooling system, in which utilized lead-bismuth eutectic is utilized as an intermediate coolant has been selected as one of candidate system for the "Feasibility Studies on Commercialized Fast Reactor System (Phase I)". The purpose of this study for the "FS (PhaseII)" is to understand transfer behavior of lead-bismuth in liquid sodium by experiment. The experiments which trickles liquid lead-bismuth into liquid sodium are carried out of under various test temperature and amount of lead-bismuth. The effects of test temperature and amount of lead-bismuth on reaction behavior of sodium and lead-bismuth are clarified from the experimental results. The obtained results from experiments are as follows. (1) The experiment under lower test temperature takes longer time for reaction between sodium and lead-bismuth than that under higher test temperature. It means that test temperature affects the reaction behavior between sodium and lead-bismuth. (2) The amount of dropping lead-bismuth affects an amount and kind of reaction products which are formed by reaction between sodium and lead-bismuth. (3) Reaction heat obtained from the experiments is similar to estimated reaction heat using formation enthalpy of BiNa3 which is one of dominant reaction products.