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Experimental and numerical reaction analysis on sodium-water chemical reaction field

ナトリウム-水化学反応場における実験的および数値的な反応解析

出口 祥啓*; 高田 孝*; 山口 彰*; 菊地 晋 ; 大島 宏之

Deguchi, Yoshihiro*; Takata, Takashi*; Yamaguchi, Akira*; Kikuchi, Shin; Ohshima, Hiroyuki

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。本研究では素反応解析によりナトリウム-水反応機構の解明を目的とした。解析の結果、気相反応においてNa+H$$_{2}$$O=NaOH+Hが主要な素反応であることが示された。

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. This process ends up damages on the heat transport equipment in the SFR. 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 an elementary reaction analysis. From analytical results, the main reaction was Na + H$$_{2}$$O = NaOH + H at gas-phase reaction.

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