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Reaction behavior of lead-bismuth eutectic with liquid sodium

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斉藤 淳一

Saito, Junichi

ナトリウムと鉛ビスマス(LBE)の反応試験は反応挙動を明らかにするために、試験温度とLBEの量をパラメタとして変化させて実施した。試験結果から液体ナトリウムの温度は、LBEを落とすことによって、直ぐに上昇することが明らかになった。これはLBEと液体ナトリウムの発熱反応に起因すると考えられる。反応による温度上昇が大きいほどナトリウム中での鉛とビスマスの溶解の量は増加する。反応の温度によって、それらは大きく変化する。多くの微細な反応生成物がナトリウムで観察された。反応生成物の量は落下するLBEの量に依存する。主な反応生成物はナトリウム-ビスマス2元系化合物の一つであるBiNa$$_{3}$$である。液体ナトリウムの温度上昇から計算された反応熱はBiNa$$_{3}$$の標準のエンタルピによって見積もられた反応熱と同様である。ナトリウムとLBEの反応挙動はこれらの試験より明らかになった。

The reaction tests between sodium and lead-bismuth eutectic (LBE) have been carried out changing test temperature and the amount of LBE as the parameters in order to make clear the reaction behavior. From the experiments, it is elucidated that the temperature of liquid sodium rises immediately by dropping LBE. It shows the exothermic reaction between LBE and liquid sodium. Amounts of dissolution of lead and bismuth in sodium increase when the temperature rise is large. They change depending largely on the temperature of reaction. Many fine reaction products are observed in sodium, and the amount of reaction products depends on the amount of dropped LBE. The dominant reaction product is BiNa$$_{3}$$ which is one of sodium-bismuth binary compounds. A reaction heat calculated from the temperature rise of liquid sodium is comparable to a reaction heat estimated by the standard enthalpy of BiNa$$_{3}$$. The reaction behavior between sodium and LBE is clarified on the basis of these experimental results.

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