An Investigation on five different iodides for iodine transmutation target materials in fast reactor

高速炉によるヨウ素の核変換ターゲット材のための5種類のヨウ素化合物に関する調査研究

舘 義昭  ; 若林 利男*

Tachi, Yoshiaki; Wakabayashi, Toshio*

高レベル放射性廃棄物による環境負荷や処分リスクの軽減に対して、高速炉を利用した放射性ヨウ素の核変換は有効な手段である。ヨウ素は反応性が高い元素であるため、高速炉へ装荷するターゲット材としては、高温での安定性や被覆管材料と共存性が重要な課題となっている。本研究では、融点や中性子照射特性などから優れた性質を持ち、ターゲット材の候補として選定された5種類(MgI, CuI, RbI, YI, BaI)のヨウ素化合物に対して、熱分析と被覆管材料との共存性試験を実施した。熱分析は、ヨウ素化合物の粉末を最高1473Kまで加熱した。その結果、CuI, YI及びRbIは、高温での蒸発量が多く、安定性が低いことが明らかとなった。また、被覆管材料との共存性試験では、SUS316と9Cr-ODSをヨウ素化合物の粉末を873Kに3000時間、高温接触させた。この結果、MgI, YI及びRbIにおいて、著しい腐食が発生することが明らかとなった。これらの熱分析と共存性試験の結果から、5種類のヨウ素化合物の中ではBaIが最もターゲット材として適していることが明らかとなった。

For reducing the environmental burden and toxic risk of high-level radioactive wastes, it is one of the effective techniques to transmute iodine-129 by fast reactors. Since iodine has corrosive properties, the chemical form of the iodine-bearing transmutation target material loaded into the FR is one of the important issues. In this study, from the viewpoints of melting point and neutron irradiation properties, the following five iodides were selected as the candidate materials from all binary iodides: CuI, MgI, YI, RbI and BaI. In order to clarify their applicability as a transmutation target, TG-DTA (Thermogravimetry - Differential Thermal Analysis) of the iodides and compatibility of the iodides with the stainless-steel cladding materials were tested. From the results of them, BaI is preferable as a transmutation target material.