Application of electromotive force measurement in nuclear systems using lead alloys

鉛合金を用いる原子力システムにおける起電力測定の応用

倉田 有司

Kurata, Yuji

イットリア安定化ジルコニア(YSZ)を固体電解質、白金/ガスを参照極とした酸素センサーによる起電力測定は、液体鉛ビスマス中の酸素濃度をオンラインで正確に計るための有用で信頼できる方法である。白金/ガス参照極センサーの精度は、酸素濃度既知のガスや飽和酸素濃度の鉛ビスマスを用いた起電力測定によって確かめられた。この白金/ガス参照極センサーは、450C以上で鉛ビスマス中の酸素濃度を正確に測定することができる。また、白金/ガス参照極のYSZセンサーであっても、YSZ外表面への異物の付着などにより、異常出力を出すことがある。このような場合、YSZ外表面の白金処理により、異常出力を出すようになったYSZセンサーを再活性化することが可能である。このような利点を持った白金/ガス参照極センサーは、液体鉛ビスマス中の酸素濃度をモニターするための信頼できるセンサーとして、長時間にわたって使用されている。

Electromotive force measurement using oxygen sensors with a solid electrolyte of YSZ and a Pt/gas reference electrode is a useful and reliable means to measure oxygen concentration correctly in liquid LBE online. The accuracy of Pt/gas reference sensors was validated in terms of EMF measurements in gas with known oxygen concentration and in oxygen-saturated LBE. The Pt/gas reference sensors can be certainly used to measure oxygen concentration in liquid LBE at least above 450C. It occurs that even the YSZ sensor with the Pt/gas reference electrode exhibits incorrect outputs on account of contamination such as deposition of black soot etc. on the outer surface of the YSZ. It is possible to re-activate the YSZ sensor, which exhibited incorrect outputs, by means of Pt-treatment on the outer YSZ surface. The YSZ sensors with the Pt/gas reference electrode have been used for a long time as a reliable oxygen sensor to monitor oxygen concentration in liquid LBE online.