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浅田 隆; 河井 政隆*
JNC TN9410 2001-002, 355 Pages, 2000/12
JNC-TN9410-2001-002.pdf:21.51MB
耐熱合金のリチウムに対する腐食特性を評価するための試験に用いるキャプセルについて、キャプセルそのもののリチウムに対する耐食性を調べ、このキャプセルを用いて行う耐熱合金腐食試験方法を確定した。試験は500
から実施し、順次温度を上げ、最高1200まで行った。一回あたりの試験時間は100時間とし、各試験毎にキャプセル及びキャプセル内に入れたキャプセル部材試験片を観察し、リチウムに対する耐食性を調べた。その結果次のことが明らかになった。1)キャプセル材であるNb-1Zrについては、1200まで顕著な腐食はなく、リチウムに対して優れた耐蝕性を示した。2)Nb-1Zrの溶接部については、リチウムに対する耐食性を向上させるため、アルゴン雰囲気中で1200、1時間の熱処理を行った。この溶接部については、800加熱あたりからビード表面及び熱影響部に結晶粒模様が現れ、母材に比べてやや耐蝕性は劣っているようであった。しかし、深い浸食はなかった。3)キャプセルについても上記と同様で、目に見える亀裂やリチウムの漏洩はなかった。またシール用のOリング(リチウムには接しない)についても1200までリチウムの漏洩はなかった。4)以上の試験結果(1200については試験時間を延長)から、リチウム試験に使用するキャプセルは、各温度に対して少なくとも以下の時間まで使用できることが確認できた。温度 使用可能時間800 600時間以上1000 400時間以上1200 200時間以上5)Niの入っているステンレス鋼及びインコロイについては700
800あたりからはっきりとした浸食が始まり、1000を超えると著しく浸食された。
浅田 隆; 河井 政隆*
JNC TN9410 2001-001, 153 Pages, 2000/12
JNC-TN9410-2001-001.pdf:11.14MB
リチウムを用いた材料腐食試験を行うにあたり、リチウムの大気中での反応、リチウム洗浄のためのアンモニアとの反応等について試験を行い、次の結果を得た。1.リチウムは大気中に置くと最初表面が黒色になるが、やがて白色に変化し、その白色の層が次第に厚くなっていく。最初黒色になるのは窒化(Li3N)によるもので、その後大気中の水分と反応し、白色の水酸化リチウム(LiOH)に変わり成長していく。この水酸化リチウムの成長速度は、除湿したデシケータ内(湿度約10%)では、大気中の約1/10であった。2.リチウムを窒素雰囲気中に置くと、表面が黒色に変化し、やがて茶褐色に変わり、表面に割れが入る。この割れが入ると重量が急増し、急速に窒化が進む。この窒化は、10
のリチウム棒では12日で終了し、その後の重量変化はない。割れが入る時期は、リチウム棒を曲げたものの方が早く、これは、リチウム内のひずみが影響しているものと考えられる。なお、初期の表面窒化膜は安定なためか、割れが入るまでは重量増はない。3.リチウムは液体アンモニアに溶解し、その溶解速度はリチウム1gで約23時間であった。リチウム溶解後のアンモニア液は茶褐色を示した。
浅田 隆; 加納 茂機; 舘 義昭; 河井 政隆*
JNC TN9410 2000-013, 89 Pages, 2000/09
JNC-TN9410-2000-013.pdf:5.28MB
リチウムは沸点が1317と多角、比重は小さく(600で0.47)、比熱が大きい(1cal/g/)ため、最良の冷却材の一つである。このリチウムの特性を最大限利用し、例えばリチウムを冷却材とした高速炉の開発ができれば、原子炉の熱効率を飛躍的に高めることができる等の効果が期待できる。ここでは、このリチウムについて、その主要な性質を述べるとともに、リチウムを扱う上で必要と考えられるリチウムの反応や燃焼、消化特性に関して試験を行った結果について照会する。試験はナトリウムとの比較でも行ったが、両者の主な違いは、リチウムの水との反応がナトリウムに比べておだやかで、爆発的でないこと、ナトリウムに比べ発火しにくいが、発火した場合はより高温になり、燃焼時間も長い等である。