Application of laser diagnostics to sodium-water chemical reaction field

レーザー診断技術のNa-水反応場への適用

出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 草野 剛嗣*; 菊地 晋  ; 栗原 成計 

Deguchi, Yoshihiro*; Tamura, Kenta*; Muranaka, Ryota*; Kusano, Koji*; Kikuchi, Shin; Kurihara, Akikazu

ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。この事象はナトリウム冷却高速炉における伝熱設備に損傷を与えることとなるため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は安全上極めて重要となっている。本研究ではレーザー計測技術を用いた各化学種の同定を行い、気相反応においてNa+HO=NaOH+Hが主要な素反応であり、主な反応生成物はNaOHであることを確認した。

In a sodium-cooled fast reactor (SFR), liquid sodium is used as a heat transfer fluid because of its excellent heat transport capability. On the other hand, it has strong chemical reactivity with water vapor. One of the design basis accidents of the SFR is the water leakage into the liquid sodium flow by a breach of heat transfer tubes. Therefore the study on sodium-water chemical reactions is of paramount importance for security reasons. This study aims to clarify the sodium-water reaction mechanisms using laser diagnostics. The measurement results show that the sodium-water reaction proceeds mainly by the reaction Na + HO = NaOH + H and the main product is NaOH from this reaction.