Chemical trapping of Sr vapor species by Zircaloy cladding under a specific chemical condition

特定の化学条件下でのジルカロイ被覆管によるSr蒸気種の化学的トラッピング

Mohamad, A.* ; 中島 邦久  ; 鈴木 恵理子   ; 三輪 周平  ; 逢坂 正彦  ; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 黒崎 健*

Mohamad, A.*; Nakajima, Kunihisa; Suzuki, Eriko; Miwa, Shuhei; Osaka, Masahiko; Oishi, Yuji*; Muta, Hiroaki*; Kurosaki, Ken*

福島原子力発電所事故では、炉心への海水注入により揮発性のSrClが生成し、不揮発性グループに分類されていたSrが、燃料から放出され、ステンレス鋼やジルカロイ(Zry)のような原子炉構造材と化学反応を引き起こした可能性がある。そして、このような反応は、炉内のSr分布に変化をもたらすと考えられたため、SrとZryとの化学反応に関する実験を行った。その結果、燃料からの放出直後にSr蒸気が化学的にジルカロイ被覆管にトラップされ、デブリの酸化物相中に優先的に保持される可能性のあることが分かった。

In the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, formation of a volatile SrCl could have occurred by the sea-water injection into the core. This can cause the release of non-volatile group Sr from the fuel to induce chemical reactions with reactor structural materials, such as stainless steel and Zircaloy (Zry) cladding. Such reactions could cause the changes in distribution of Sr in the reactor. Chemical reactions between Sr species and Zry were therefore investigated experimentally. As the result, it can be said that Sr vapor species were chemically trapped right after the release from fuel. This trapping effect of Sr by Zry-cladding implies a possibility of preferable Sr retention in the oxide phase of debris.