Water chemistry measurement in in-pile loop experiment of the JMTR

JMTRのインパイルループにおける水化学測定

塙 悟史 ; 端 邦樹 ; 知見 康弘; 西山 裕孝 

Hanawa, Satoshi; Hata, Kuniki; Chimi, Yasuhiro; Nishiyama, Yutaka

原子力機構では、ラジオリシス解析コードやECP解析コードのベンチマークに使えるデータを取得するため、材料試験炉(JMTR)に新たに設置されたインパイルループを用いた水化学実験の準備を進めている。本報告では、この水化学実験の概要と特徴を紹介する。本実験では、水が放射線を受け分解することで生じる酸素、水素及び過酸化水素の化学種濃度の評価が重要である。特に過酸化水素は熱的に不安定で分解しやすいため、実験では過酸化水素の熱分解抑制が課題となる。新設のインパイルループでは、照射された水を可能な限り迅速に冷却できるサンプリングシステムを適用している。このシステムと、1ppb以下の極低濃度の過酸化水素を同定できるルミノール化学発光法による分析を用いることで、精度良い化学種濃度の評価が可能となる。化学種濃度が直接測定できない照射領域は、ECPの測定と解析により化学種濃度を推定する。

JAEA is being conducted an in-pile water chemistry research program, by using an in-pile loop newly installed in the Japan Materials Testing Reactor (JMTR), in order to obtain irradiation data which can be applied to benchmarking of water radiolysis and ECP calculation codes. In the experiments in the JMTR, new sampling system will be applied to minimize the decomposition of hydrogen peroxide during water sampling. In the experiment, concentration of hydrogen peroxide is detected by luminol chemiluminescence spectroscopy, which can detect quite low concentration of a few ppb of hydrogen peroxide. ECPs are also measured by installing ECP electrodes in the irradiation rigs. Corrosive environment in the irradiation field is evaluated by the combination of on-line ECP measurement, measurement of chemical species and water radiolysis / ECP analyses. The water chemistry measurement system and the capability of the JMTR for water chemistry measurement were reported in the paper.