Deposition behavior of cesium molybdate on Type304 austenite stainless steel in severe accident

過酷事故時のオーステナイトステンレス304へのモリブデン酸セシウムの沈着挙動

Do, Thi-Mai-Dung*; Sujatanond, S.*; 小川 徹

Do, Thi-Mai-Dung*; Sujatanond, S.*; Ogawa, Toru

軽水炉過酷事故時のモリブデン酸セシウム(CsMoO)の化学的挙動は未解明なままである。本研究では、1530-530Kの乾燥(Ar)及び湿潤(Ar+HO)条件下で、ステンレス鋼(SUS304)へのモリブデン酸セシウム(CsMoO)の沈着挙動を実証した。乾燥条件ではCsMoOはSUS表面で部分的に分解し、鉄(Fe)とクロム(Cr)の酸化を誘起した。また、1500Kではモリブデン金属(Mo)と二酸化モリブデン(MoO)が表面に検出され、セシウムは酸化物層中にクロムと共存していた。1230KではCsMoOとMo金属の両方がSUS表面で確認された。湿潤条件下では、SUSの酸化はCsMoO蒸気の影響を受けた。1500K以上ではモリブデンは酸化鉄層にスポット状に検出されたが、セシウムは検出されなかった。1230KでMoはSUS酸化物表面に検出された。730-530Kでは乾燥、湿潤のどちらでもSUS上にCsMoOが沈積した。これらの結果は、Cs-Fe-Cr-Mo-O系の熱力学モデルとの関連で議論された。こうして、原子炉冷却設備内部におけるCsMoOの化学的挙動を明らかにした。

The chemical behavior of cesium molybdate (CsMoO) in light water reactors during severe nuclear accidents remains unexplored. This study demonstrated the deposition behavior of cesium molybdate (CsMoO) on stainless steel (SUS304) at 1530-530 K under dry (Ar) and humid (Ar + HO) conditions. CsMoO was partially decomposed on the SUS surface, thereby inducing the oxidation of iron (Fe) and chromium (Cr) under dry condition. Molybdenum metal (Mo) and molybdenum dioxide (MoO) were detected on the surface, while Cs coexisted with chromium in the oxide layer at 1500 K. Both CsMoO and Mo metal were identified on the SUS surface at 1230 K. Under the humid condition, the oxidation of the SUS was affected by CsMoOvapor. Molybdenum was detected in the form of spots in the iron oxide layer, while cesium was not detected at above 1500 K. Mo was detected on the surface of SUS oxide at 1230 K. CsMoO was deposited on SUS at 730-530 K under both the dry and humid conditions. The results were discussed in relation with the thermodynamic model of the Cs-Fe-Cr-Mo-O system. Thus, the chemical behavior of CsMoO at the interior of the reactor cooling system was elucidated.