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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Na$$_{2}$$O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Na$$_{2}$$O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 (Na$$_{2}$$O) generation was obtained. Thermal analysis results indicated that Na$$_{2}$$O generation at the secondary overall reaction would be considered during the sodium-water reaction.

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