MCCI生成物中の海水塩・FP等の化学形

Chemical state of sea salt and fission products in MCCI products

須藤 彩子 

Sudo, Ayako

平成27年度から進めているMCCI生成物の性状評価のため、主な炉心材料であるステンレス鋼、Zr、(U,Zr)O等に加え、より実際的な系として模擬FP、可燃性毒物、海水塩を加えた試料をコンクリート上で局所集光加熱により溶融させ、コンクリートとの界面付近での反応生成物と熱劣化の状態を調べた。コンクリート上でZrO/Zr/SUS316L/BC/GdO/PMG/海水塩粉末の成型体を加熱したところ、先ず成型体の溶融が始まり、次いで伝熱により溶融したコンクリートと液相で混ざり合った。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、成型体部分は概ね元の形状を保っているものの、溶融固化した(Zr,Gd,Fe,Ca)O粒子と炉心成分を含むケイ酸ガラスの2相から成っていることがわかった。一方、元の成型体の下端に相当する部分は、敷粉に使用したZrOの破砕粉は溶融していないものの、炉心成分を含有したケイ酸ガラスが上部から下部へと下がってきていることを確認した。また、合金粒子(30Fe-29Ru-21Ni-9Mo-5Pd-4Rh)の析出も確認できた。合金粒子表面に薄いCr-Fe-O被膜があり、さらに外側にはZr酸化物が伸びていることから、合金粒子内から一番酸化されやすいZrが先に酸化され失われ、次いで酸化されやすいCr, Feの順に合金粒子から流出した過程が推測できる。なお、コンクリートの溶融界面より下は、セメント部分の脱水により非常に脆くなっていた。

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