Thermal behavior of sodium hydroxide-structural concrete composition of sodium-cooled fast reactor

ナトリウム冷却高速炉の構造コンクリート成分と水酸化ナトリウムの熱的挙動

菊地 晋  ; 古賀 信吉*

Kikuchi, Shin; Koga, Nobuyoshi*

ナトリウム冷却高速炉の仮想的な事故条件下においては、漏えいナトリウムが鋼製ライナーを破損する恐れがある。そのような状況においては、構造コンクリートと液体ナトリウムが直接接触することによりナトリウム-コンクリート反応が発生する。本研究では、ナトリウム冷却高速炉の安全評価に資するため、ナトリウム-コンクリート反応の第2段階反応の一つとして、水酸化ナトリウム(NaOH)とシリカ(SiO)の反応について検討した。反応開始点等の反応に関する熱的挙動については、示差走査熱量計(DSC)を用いて定義した。DSC計測の結果、NaOH-SiO反応はNaOHの融点直後に急激に反応することが明らかになった。したがって、初期段階で発生したNaOHが有意な量存在する場合、ナトリウム-コンクリート反応の第2段階反応における時間帯にNaOH-SiO反応が支配的になることが推定された。

Under postulated accidental condition of sodium-cooled fast reactor (SFR), liquid sodium spill into the floor may lead to fail the steel liner resulting in sodium-concrete reaction (SCR). In this study, the sodium hydroxide (NaOH)-silica (SiO) reaction as one of possible secondary stage reactions was investigated for safety assessment of SFR. Thermal behavior of NaOH-SiO reaction such as reaction onset was determined using a differential scanning calorimetry (DSC). As a result of DSC measurement, it was revealed that NaOH-SiO reaction occurs as rapid reaction right after NaOH melting at 583 K. Therefore, it was expected that NaOH-SiO reaction is dominant in the time frame of secondary stage of SCR if significant amount of NaOH has been generated during the initial stage reaction.