Reaction experiment on core melt concrete interface under temperature gradient

温度勾配下での炉心溶融物/コンクリート界面反応試験

須藤 彩子 ; 小野澤 淳 ; 高野 公秀 

Sudo, Ayako; Onozawa, Atsushi; Takano, Masahide

MCCI生成物の階層構造及びその到達温度の評価のため集光加熱試験をおこなった。(UZr)O粉末(No.1)及び(UZr)O/Zr/SS316L/BC(No.2)粉末をそれぞれ直径10mmのタブレット状に成型し、直径25mmの円柱状のコンクリート上に設置し、アルゴンガス雰囲気で集光加熱を行った。固化後に縦方向に切断し、断面を金属顕微鏡及びSEM/EDXで観察したところ、No.1試料においては成型体部分は概ね元の形状を保っているものの、成型体内部では反応し、溶融固化した(U,Zr)O粒子とケイ酸ガラスの2相から成っていることがわかった。前者にはCaO及び微量のFe及びMg酸化物が固溶していた。後者のガラス中には少量のZrとUが溶け込んでいた。一方、元の成型体の下端に相当する部分は、(U,Zr)Oの破砕粉は溶融していないものの、UOとZrOを含有したケイ酸ガラスが侵入してきていることが確認できた。No.2試料においてはNo.1試料と同様の相に加えて、SS由来のFe-Cr系酸化物の析出が確認できた。

To characterize the layer structure and respective temperatures of MCCI products, MCCI experiments using a light-concentrating furnace were performed. As the core-melt constituents, a powder mixture of (UZr)O (No.1) and (UZr)O/Zr/SUS316L/BC (No.2) were compacted into tablets (10 mm in diameter) respectively. The tablet was placed on a cylindrical piece of basaltic concrete (25 mm in diameter). The light was concentrated on the tablet under argon gas flow and samples were heated. After heating, the vertical cross-section of the solidified sample piece was subjected to phase identification and elemental analysis by XRD and SEM/EDX. No.1 sample seemed to maintain original shape, but EDX analysis showed the inner region melted. This melt was identified as-melted (U,Zr)O particle and silicate glass containing U and Zr. Ca, Fe and Mg oxide were dissolved in the particle. UO and ZrO were dissolved in the silicate glass. No.2 sample had same phases, but Fe-Cr oxide deposits from SS was identified.