Oxidation test of oxidation-resistant graphite manufactured by Tokai Carbon

東海カーボン製耐酸化黒鉛の酸化試験

藤塚 公仁弘*; 近藤 明*; 角田 淳弥 ; 坂場 成昭 ; 福田 敏昭*

Fujitsuka, Kunihiro*; Kondo, Akira*; Sumita, Junya; Sakaba, Nariaki; Fukuda, Toshiaki*

高温工学試験研究炉(HTTR)を含む高温ガス炉(HTGR)及び超高温ガス炉(VHTR)は、高温のヘリウムガスを供給でき、固有の安全性を有している。HTGRの炉内構造物には、微粒等方性黒鉛が使用される。空気侵入事故においては、炉内構造物に耐酸化性を向上させた黒鉛を使用することにより高温ガス炉の安全性をさらに向上することが期待できる。黒鉛の耐酸化性を向上させる一つの手法として、酸化時にSiOに変化するSiCを黒鉛の表面に被覆する手法が挙げられる。この手法は、一般的な工業的手法で化学蒸着法(CVD)と呼ばれている。そこで、東海カーボンと原子力機構は耐酸化黒鉛の研究開発を立ち上げた。東海カーボンは黒鉛の表面をSiCで被覆した耐酸化黒鉛を製作し、酸化試験及び酸化前後の表面観察を実施した。さらに、原子力機構はカザフスタン核物理研究所(INP)のWWR-Kを用いた照射試験を実施し、照射後試験が間もなく開始する予定である。本報告では、酸化前後の試験片の重量変化による耐酸化黒鉛の酸化特性を示すとともに、試験片の表面及び断面の観察結果を示す。

High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR) including High Temperature engineering Test Reactor (HTTR) constructed by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and Very High Temperature Reactor (VHTR) are able to supply high temperature helium gas at the reactor outlet, and possess inherent safety. Fine-Grained isotropic graphite with high strength is used for the in-components of HTGR. In the case of severe accident, for example air ingress accident, it is desirable that oxidation-resistant graphite is used for the in-component of HTGR. One of the effective methods for oxidation-resistant property on graphite is to coat the surface with ceramics, such as SiC, which forms SiO layer when it oxidizes. This method is one of the general industrial methods called chemical vapor deposition (CVD). Tokai Carbon Co., Ltd. (Tokai carbon) and JAEA launched R&Ds to develop the oxidation-resistant graphite. Tokai Carbon manufactured the oxidation-resistant graphite coated with SiC by CVD etc., and oxidation test and observation of surface condition before and after oxidation were carried out. Moreover, irradiation test using WWR-K research reactor in Institute of Nuclear Physics of the Republic of Kazakhstan (INP) was carried out and post-irradiation examination will begin soon. This presentation shows the oxidation behaviour of the oxidation-resistant graphite according to weight change of specimens, and the surface condition of the specimen according to surface and cross section observation of specimens before and after oxidation.