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Study on eutectic melting behavior of control rod materials in core disruptive accidents of sodium-cooled fast reactors, 2; Kinetic study on eutectic reaction process between stainless steel with low boron carbide concentration and stainless steel

ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷事故時の制御棒材の共晶溶融挙動に関する研究,2; 低濃度炭化ホウ素含有のステンレス鋼とステンレス鋼との共晶融解過程に関する速度論的研究

菊地 晋 ; 高井 俊秀 ; 山野 秀将  ; 坂本 寛*

Kikuchi, Shin; Takai, Toshihide; Yamano, Hidemasa; Sakamoto, Kan*

ナトリウム冷却高速炉の仮想的過酷事故条件では、炭化ホウ素(B$$_{4}$$C)とステンレス鋼(SS)との共晶反応が発生する恐れがある。当該共晶反応挙動は、ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷事故の評価における重要現象の一つである。本研究では、共晶反応がある程度進展した反応界面の状態を模擬するために、低濃度のB$$_{4}$$Cを含有したSSペレットをSS容器に挿入した反応試験を実施した。その結果、高温域において、共晶反応がある程度進展した状態を模擬した場合では、通常のB$$_{4}$$C-SS共晶反応よりも反応速度定数が小さいことが分かった。

In a postulated severe accidental condition of sodium-cooled fast reactor (SFR), eutectic melting between boron carbide (B$$_{4}$$C) and stainless steel (SS) may occur. Thus, behavior of B$$_{4}$$C-SS eutectic melting is one of the phenomena to evaluate the core disruptive accidents in SFR. In this study, the reaction experiments using SS crucibles and the pellets of SS with low B$$_{4}$$C concentration as samples were performed to simulate the state of the reaction interface in which the eutectic reaction and interdiffusion of B$$_{4}$$C-SS have progressed to a certain extent. It was revealed that the rate constants of eutectic reaction between SS and SS with low B$$_{4}$$C concentration are smaller than that of B$$_{4}$$C-SS eutectic reaction at high temperatures.

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