燃料デブリの性状把握(28'A),4; 集光加熱による模擬MCCI試料中の生成相の評価
Characterization of fuel debris (28'A), 4; Characterization of simulated MCCI products by light-concentrating heating
須藤 彩子 ; 高野 公秀 ; 小野澤 淳
Sudo, Ayako; Takano, Masahide; Onozawa, Atsushi
MCCI生成物の性状評価のため、炉心材料に、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。コンクリート上に少量の海水塩を敷き、その上に(U,Zr)O/Zr/SUS316L/BC/GdO/PGMの成型体を設置し加熱したところ、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、完全に溶融した上層部分では、ケイ酸ガラス中に(U,Zr)Oがデンドライト状に固化した組織が観察され、(U,Zr)Oには希土類(Gd)及びコンクリート由来のCaが固溶するほか、微量のFe, Cr, Mg, Alが固溶していた。一方ケイ酸ガラス中には炉心成分のU, Zr, Gd, Fe, Cr等が溶解していた。さらに、酸化せずに残存した粒子状金属の析出も確認できた。この粒子はFe-Ni-Mo-Ru-Rh-Pd系合金が23相できており、SUS由来のCrが全量酸化するような酸化条件化でも、Moと白金族元素はFe, Niとの合金として比較的安定に残存していることがわかった。海水塩成分は、大部分は蒸発してベルジャー内面に付着したが、合金粒内にFeS型の硫化物生成が確認された。
To characterize the reaction layers with respective temperatures around core melt/concrete interface, we have performed MCCI experiments in laboratory scale by using a light-concentrating technique. As minor constituents, GdO (burnable poison and FP), Mo-Ru-Rh-Pd alloy (FP), and sea salt were added in the simulated MCCI debris. The analyses of the top part of the sample identified as-melted (U,Zr)O particles precipitated in silicate glass containing U, Zr, Gd, Fe and Cr. Gd was included in both (U,Zr)O and silicate glass and Mo and the platinum group elements formed alloys with Fe-Ni-Mo-Ru-Rh-Pd. Although almost sea salt evaporated and deposited on the belljar, some S originating from sea salt resulted in precipitation of FeS-type sulfide in the alloy.