高速炉蒸気発生器におけるナトリウム-水化学反応機構の解明に向けた熱分析試験

Thermal analysis experiment for elucidating sodium-water chemical reaction mechanism in steam generator of sodium-cooled fast reactor

菊地 晋  ; 栗原 成計 ; 大島 宏之

Kikuchi, Shin; Kurihara, Akikazu; Ohshima, Hiroyuki

ナトリウム(Na)冷却高速炉の蒸気発生器(SG)伝熱管破損時に生じるNa-水反応機構を解明するために、示差熱分析(DTA)装置を用いて水酸化ナトリウム(NaOH)とNaの反応速度に関する研究を実施した。DTA曲線より、NaとNaOHの融点、NaOHの構造相転移による転移温度、Na-NaOH反応による反応温度、NaHの分解温度について確認した。また、測定した反応温度をもとにNaOの生成にかかわる反応速度定数を算出した。これらの熱分析の結果からNa-水反応の影響評価の時間スケールでNa-水反応の後続反応としてNaOが生成することを明らかにした。

For the purpose of elucidating the mechanism of the sodium-water surface reaction in a steam generator of sodium-cooled fast reactors, kinetic study of the sodium (Na)-sodium hydroxide (NaOH) reaction has been carried out by using Differential Thermal Analysis (DTA) technique. The parameters, including melting points of Na and NaOH, transition temperature of NaOH, Na-NaOH reaction temperature, and the decomposition temperature of sodium hydride (NaH) have been identified from DTA curves. Based on the measured reaction temperature, rate constant of sodium monoxide (NaO) generation was obtained. Thermal analysis results indicated that NaO generation at the secondary overall reaction would be considered during the sodium-water reaction.