ADSターゲットビーム窓材の液体金属中腐食に及ぼす照射の効果

Radiation effects of ADS target window materials on liquid metal corrosion

大久保 成彰   ; 近藤 啓悦  ; 喜多村 茜; 奥野 泰希

Okubo, Nariaki; Kondo, Keietsu; Kitamura, Akane; Okuno, Yasuki

加速器駆動未臨界システム(ADS)では、核破砕中性子源及び炉心冷却材として、鉛ビスマス液体金属を用いる。本研究では、ADSターゲットビーム窓材に対して、イオン照射後に浸漬試験を行い、液体金属中材料腐食に及ぼす照射の影響を評価した。450Cにて20dpaまで自己イオン照射したT91鋼を、450Cの鉛ビスマス中にて1000時間浸漬し、表面の腐食状態を断面SEM等により観察した。照射により、未照射部に比べて明確に腐食が抑制され、また、鉛ビスマス中への鉄の流出も観察された。以上のように、液体金属中で照射を受ける材料では、鉛ビスマス界面での物質移行過程が重要であることを示す結果が得られた。

Research and development of ADS and TEF-T have been done by JAEA. ADS and TEF-T adopt liquid lead bismuth eutectic (LBE) for both spallation target and coolant for the non-critical core. Irradiation and corrosion behaviors of steel materials in LBE are one of the important issues. High energy proton beam and spallation neutron irradiation will cause high dose of displacement damage and high concentration of transmutation gas, helium and hydrogen, simultaneously, in the target window material. At once, the materials will be influenced by the corrosion and erosion, which depends on the irradiation temperature and oxygen concentration in LBE, under LBE flow. Then, the irradiation data for material properties of corrosion/erosion and mechanical changes in flowing LBE is necessary to design and evaluate lifetime of ADS components. It is possible that the TEF-T facility will achieve the irradiation, which covers the ADS conditions of temperature from 450 to 550 and the displacement damage up to 20 dpa as designed for ADS target window. Material issues for the target window, irradiation plan of TEF-T, and the present activities for material test proceeded in static LBE pot and LBE loop systems will be presented.