R&D activities on oxygen sensor and potential control for lead-bismuth eutectic

鉛ビスマス用酸素センサーとポテンシャル制御に関する研究開発の進捗

菅原 隆徳  ; 山口 和司; 大林 寛生  ; 斎藤 滋   ; 吉元 秀光; 佐々 敏信   

Sugawara, Takanori; Yamaguchi, Kazushi; Obayashi, Hironari; Saito, Shigeru; Yoshimoto, Hidemitsu; Sasa, Toshinobu

原子力機構では、加速器駆動未臨界システム(ADS)による高レベル放射性廃棄物の分離変換を目指し、その研究開発を進めるため、核変換実験施設(TEF)の建設を計画している。TEFは2つの実験施設から構成されるが、そのうちの1つであるADSターゲット試験施設(TEF-T)では、液体鉛ビスマス(LBE)に陽子ビームを当て、照射の効果や材料試験の研究を行う予定である。一方で、LBEは腐食性が強いことから、LBE中の酸素濃度を適切に制御し、鋼材の腐食を防ぐ必要がある。酸素濃度を制御するためには、それを測定するためのセンサーが必要となる。原子力機構では、2種類のセンサーを試作し、そのうちの1つが広い温度範囲で適切な出力を出すことを確認した。また酸素濃度制御についても、目標とする濃度範囲で酸化、還元の操作を実行し、適切に制御を行った。

JAEA is planning to build a Transmutation Experimental Facility (TEF) for R&D on volume reduction and mitigation of harmfulness of high-level radioactive waste by using an Accelerator-Driven System (ADS). In the ADS Target Test Facility (TEF-T) of the TEF, a liquid lead-bismuth eutectic (LBE) target will be irradiated with a high-power (250 kW) proton beam, and irradiation effects on structural materials will be studied. On the other hand, LBE is corrosive, so it is necessary to control oxygen concentration in LBE adequately to protect structural materials from the corrosion. In order to control the oxygen concentration in LBE, it is required to develop an oxygen sensor to measure the oxygen concentration. JAEA tried to fabricate two-types of oxygen sensors (platinum type and bismuth type). As the result, it was confirmed that output voltage of the platinum type sensors was adequate in a wide temperature range.