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高速炉蒸気発生器におけるナトリウム-水化学反応機構に関する実験的研究と速度論的検討

Experimental study and kinetic analysis of sodium-water chemical reaction mechanism in steam generator of sodium-cooled fast reactor

菊地 晋 ; 清野 裕 ; 栗原 成計 ; 大島 宏之

Kikuchi, Shin; Seino, Hiroshi; Kurihara, Akikazu; Ohshima, Hiroyuki

ナトリウム(Na)冷却高速炉の蒸気発生器で生じるNa-水表面反応機構を解明することを目的にNa-水酸化ナトリウム(NaOH)反応の速度論的研究について示差熱分析(DTA)技術を用いて実施した。体積分率(Na:NaOH)の変化によらず、Na-水反応中に酸化ナトリウム(Na$$_{2}$$O)の生成を考慮する必要があることを再確認した。また、DTA試験後の反応後残差物のXRD分析結果から、主要な化学種としてNa, NaOH, Na$$_{2}$$Oを同定し、Na$$_{2}$$OはNa-NaOH反応による生成物であると考えられること、また反応率は100%ではないことがわかった。

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. It was reconfirmed that sodium monoxide (Na$$_{2}$$O) generation should be considered during the sodium-water reaction in spite of variation of volume fraction (Na:NaOH). Na, NaOH and Na$$_{2}$$O as major chemical species were identified from the X-ray diffraction (XRD) analysis of the residues after the DTA experiment. From XRD analysis, it seems that Na$$_{2}$$O is reaction product and reaction ratio is less than 100 percent.

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