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A New concept sensor for determination of oxygen and hydrogen peroxide concentrations in nuclear reactor coolant

原子炉冷却水中の酸素濃度及び過酸化水素濃度測定に関する新しい概念を用いたセンサに関する研究

佐藤 智徳 ; 三輪 幸夫; 塚田 隆 ; 内田 俊介

Sato, Tomonori; Miwa, Yukio; Tsukada, Takashi; Uchida, Shunsuke

ある純金属材料の表面には、環境により決定されるある特性の半電池反応が発生し、それにより決定される酸化還元電位を示す。逆に、照射下にある複数の純金属電極の酸化還元電位を測定し、比較することにより、照射下にある高温水中の酸素,過酸化水素濃度が同定できることが期待される。そこで、このコンセプトによる、放射線照射下にある高温水中で利用可能な酸素濃度及び過酸化水素濃度センサの開発を進めている。このセンサの基本コンセプトの有効性を確認するために、非照射下条件での、純金属電極の酸化還元電位応答の酸素及び過酸化水素濃度依存性を測定し、電位の計算評価結果と比較した。その結果、酸素及び過酸化水素がそれぞれ単独で存在する場合に濃度の同定が可能であるとの見通しを得た。

At the surface of a pure metal, a particular half cell reaction corresponding to an exposed water chemistry condition occurs. In principle, O$$_{2}$$ and H$$_{2}$$O$$_{2}$$ concentrations under irradiation condition can be determined by the comparison of the redox potential responses of some kind of pure metals corresponding to exposed condition. We are developing a new array-type sensor based on this concept to determine O$$_{2}$$ and H$$_{2}$$O$$_{2}$$ concentrations in aqueous environment under irradiation. In order to confirm the concept of sensor, responses of the redox potentials of pure metals to the changes in O$$_{2}$$ and H$$_{2}$$O$$_{2}$$ concentrations were measured under non-irradiated condition. (1) The different responses of redox potentials to O$$_{2}$$ and H$$_{2}$$O$$_{2}$$ concentrations were obtained for the pure Fe, Cr, Zr and Pt electrodes. (2) The possibility of the concept of new array-type sensor to determine the O$$_{2}$$ and H$$_{2}$$O$$_{2}$$ concentrations was confirmed.

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