長寿命核分裂生成物(LLFP)核変換ターゲットの検討,3; ヨウ素化合物と被覆材との長時間の共存性評価

Investigation of transmutation target for long lived fission products, 3; Compatibility evaluation between iodides and cladding material

舘 義昭  ; 堂野前 貴子  ; 赤坂 尚昭

Tachi, Yoshiaki; Donomae, Takako; Akasaka, Naoaki

長寿命核分裂生成物の一つである放射性ヨウ素を高速炉により安定な元素へ核変換させるために、高速炉内への最適な装荷形態についての検討を実施している。高温特性に優れる5種類のヨウ素化合物(MgI, CuI, RbI, YI, BaI)について、600Cにて3000時間までのSUS316鋼並びにODS鋼との共存性試験を実施し、ヨウ素化合物と被覆管候補材料との共存性について評価を行った。また、応力が共存性に及ぼす影響を検討するため、試験用キャプセルに内圧を負荷して高温保持を行った。試験後の質量測定、組織観察の結果、MgI, CuI, YI, BaIでは被覆管候補材料との間に何らかの相互作用が確認されたが、RbIは良好な共存性を示した。熱力学的にはBaI, MgI, YIは被覆管候補材料に対してRbIと同程度以上の化学的安定性を有すると予想されるが、酸化物変質層の形成や孔食の発生など共存性に大きく異なる挙動が現れたため、これらのヨウ素化合物による材料劣化には構成元素以外の不純物などの微量元素が大きく関与しているのではないかと考えられる。また、MgIにおいてはSUS316鋼の円板試料には見られなかった孔食が内圧負荷されたキャプセル内面に認められたことから、応力も共存性に対して何らかの影響を及ぼしている可能性が示唆された。今回の試験より、3000時間までの被覆管候補材料との共存性については、RbIが最も優れ、BaIがそれに次ぐ結果となった。

In order to transmutate of radioactive iodine, which is one of long lived fisson products, by using a fast reactor, we have investigated the most suitable chamical composition of iodine for loading in a reactor. We have conducted compatibility experiment to evaluate interaction between five iodides and cladding materials at 600 degree for 3000 hours.