Kinetic study of liquid sodium-calcite reaction for safety assessment of sodium cooled fast reactor

ナトリウム冷却高速炉の安全評価に資する液体ナトリウムと炭酸カルシウムの速度論的研究

菊地 晋  ; 古賀 信吉*

Kikuchi, Shin; Koga, Nobuyoshi*

ナトリウム冷却高速炉では、構造コンクリートを保護するライナが破損に至るような液体ナトリウムの漏えいが発生した場合、ナトリウム-コンクリート反応が発生する。高速炉構造コンクリートは主要な部位にシリカ系コンクリートが使用され、その表層に断熱・保護機能を持たせたパーライトコンクリートを敷設している。そのため、ナトリウム-コンクリート反応の初期段階におけるパーライトコンクリートとナトリウムの反応に着目する必要がある。本研究では、その第一段階として、ナトリウムと炭酸カルシウムとの反応を対象とした熱分析を実施した。熱的挙動および反応速度論的観点から、ペレットと粉末形状の2種類を用いてた試験を実施した。

In a sodium-cooled fast reactor (SFR), sodium-concrete reaction (SCR) may probably occur when liquid sodium from cooling system spilled into the floor may lead to fail the steel liner as protector of the structural concretes. The structural concretes of SFR comprises siliceous concreate as main body of reactor structure and perlite concrete placed between the steel liner and the siliceous concrete serving as a protector and an insulator, respectively. Therefore, the reaction behaviour between the perlite concrete and liquid sodium in the early stage of SCR should be focused. In this study, for the first step of elucidation on SCR, thermal behaviour of sodium-calcite reaction was investigated using a differential scanning calorimetry. Comparative study for the reactions of pellet and powder of the reagent CaCO3 with sodium was performed from the viewpoints of thermal behaviour and reaction kinetics.