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Thermal behavior of liquid sodium-calcium carbonate reaction

液体ナトリウムと炭酸カルシウムとの反応に関する熱的挙動

菊地 晋  ; 古賀 信吉*

Kikuchi, Shin; Koga, Nobuyoshi*

Na冷却高速炉の仮想事故条件では、漏えいした液体Naがライナを破損することが想定される。その結果、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Na-コンクリート反応が生じる可能性がある。本研究では、Na-コンクリート反応において発生可能性の高いNa-CaCO$$_{3}$$反応について、DSCを用いた実験により反応性を検討した。実験結果から、反応開始点が約726Kにあることが分かった。また、昇温速度の異なるDSCピークデータに基づき、Kissinger法を用いた速度論評価を実施した。この評価結果について、石灰岩系コンクリートと漏えいナトリウムの反応性に関する既往知見との比較検討を行った。

Under postulated accidental condition of sodium-cooled fast reactor (SFR), liquid sodium spilled into the floor may lead to fail the steel liner. Consequently, sodium (Na)-concrete reaction (SCR) comes to occur by direct contact of liquid sodium with structural concrete. In this study, Na-calcium carbonate (CaCO$$_{3}$$) reaction was investigated using a differential scanning calorimetry (DSC). It was revealed from DSC runs that Na-CaCO$$_{3}$$ reaction initiates at approximately 726 K. Based on the DSC exothermic peaks recorded at different heating rates, kinetic analysis for the Na-CaCO$$_{3}$$ reaction was performed using Kissinger method, and the kinetic results were compared with those reported previously for the reaction of limestone concrete with sodium spill.

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