高速炉構造コンクリートと水酸化ナトリウムの反応性に関する実験的研究

Experimental study on reactivity of structural concrete with sodium-hydroxide in sodium-cooled fast reactor

菊地 晋  ; 清野 裕 ; 大野 修司  

Kikuchi, Shin; Seino, Hiroshi; Ohno, Shuji

ナトリウム(Na)冷却高速炉の事故時に発生し得るNa-コンクリート反応のメカニズムを解明するため、NaOHとシリカとの反応について熱分析装置(DSC)を用いた速度論的研究を行った。DSC曲線から、NaOHの融点、NaOHおよびSiOの構造相転移による転移温度、NaOH-SiO反応による反応温度を同定した。また、可視化試験から、反応中に試料の噴き上がり現象を確認した。試験の結果、NaOH-SiO反応は極めて速いこと、また実用コンクリートの骨材とNaOHとの反応性と類似していることが分かった。これらの熱分析結果から、NaOH-SiO反応がNa-コンクリート反応の時間スケール内に発生する可能性が高いことが示された。

For the purpose of elucidating the mechanism of sodium-concrete reaction in SFR, kinetic study of the sodium-hydroxide (NaOH)-silica (SiO) reaction was carried out by Differential Scanning Calorimetry (DSC). The parameters, including melting point of NaOH, phase transition temperature of NaOH and SiO, and NaOH-SiO reaction temperature were identified from DSC curves. From visualization test, sample eruption was observed during reaction. It was found that rate of NaOH-SiO reaction was quite fast from DSC curves, which was similar with that of the reaction between NaOH and aggregate of practical concrete. Thermal analysis results indicated that NaOH-SiO reaction could occur in the timeframe of sodium-concrete reaction.