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報告書

HTTR水素製造システムの水素同位体透過に関する研究,2; 酸化膜による重水素透過の低減効果(受託研究)

武田 哲明; 岩月 仁*; 西原 哲夫

JAERI-Tech 2002-090, 30 Pages, 2002/11

JAERI-Tech-2002-090.pdf:5.44MB

高温工学試験研究炉(HTTR)に接続する水素製造システムでは、中間熱交換器の伝熱管や水蒸気改質器の触媒管に使用される高温耐熱合金中の水素同位体透過が重要な問題となる。そこで、安全審査や数値解析コードの開発に必要なデータを取得するため、機器要素試験の一つとして水素透過試験を実施した。本研究の目的は、ハステロイXRや他の高温耐熱合金に対する水素同位体透過係数を取得するとともに、酸化膜が水素同位体透過量の低減効果に及ぼす影響を定量的に評価することである。試験の結果から、原子炉運転初期に伝熱管表面に形成される酸化膜により、HTTR1次系から熱利用系に透過するトリチウム透過量は低減されると予想される。本報告書は、伝熱管表面に酸化膜が形成された場合のハステロイXRに対する水素と重水素透過量の低減効果と酸化膜の形成状態についてまとめたものである。

論文

Determination of oxidation states of uranium in uranium dioxide pellets by two-step flow-coulometry

木原 壮林; 吉田 善行; 武藤 博; 青柳 寿夫; 馬場 祐治; 橋谷 博

Anal. Chem., 52(11), p.1601 - 1606, 1980/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:36.14(Chemistry, Analytical)

電子あるいはX線分光法や起電力測定法などの物理的手段による状態分析法に対する参照分析法として化学的手段による状態分析法を開発した。鉄酸化物やウラン酸化物を回転する溶解室に置き、流れている強リン酸でこれらの酸化物を表層から内層に向って溶解する。溶液に移ったイオンの酸化状態を二段階フロークーロメトリーで逐次定量して、溶解面での元素の酸化状態を知る。強リン酸によると固体中での元素の酸化状態を変えずに溶解できる。UO$$_{2}$$ペレット(5.8mm$$phi$$$$times$$8mm)はこの方法によってきわめて均等に溶解し、その表層のU(VI)皮膜の厚さは約18$AA$と推定された。このペレットを空気中300$$^{circ}$$Cで10時間加熱すると皮膜は400$AA$に成長する。又、平均半径0.5$$mu$$mのUO$$_{2}$$粉末上のU(VI)皮膜の厚さは約40$AA$であった。

報告書

冷却材喪失事故条件下でのジルカロイ被覆管と水蒸気反応および延性変化

古田 照夫; 川崎 了; 橋本 政男; 大友 隆

JAERI-M 6601, 26 Pages, 1976/06

JAERI-M-6601.pdf:1.75MB

軽水炉の冷却材喪失事故における燃料破覆管と水蒸気との反応挙動を解明するため、ジルカロイ-4管の水蒸気による酸化速度と酸化による延性の変化を測定した。ジルカロイ-4の水蒸気による酸化量は、反応温度1000$$^{circ}$$C以上で反応時間の平方根に比例し、反応速度定数Kp=6.60$$times$$10$$^{-}$$$$^{1}$$exp(-41600/RT)(180$$^{2}$$/cm$$^{2}$$/sec)である。反応温度900$$^{circ}$$Cおよび950$$^{circ}$$Cの短時間反応の場合、酸化量は反応時間の対数に比例し、原子炉運転中に生成される被膜はこれら反応温度で酸化速度を遅くさせる効果をもっている。酸化液試料の延性は酸化量の増加とともに低下するが、その脆化挙動は水蒸気との反応温度によって異なる。同一酸化量の試料を比較すると、低温で反応させた試料は、高温で反応させた試料よりも侵入$$alpha$$相が多いにもかかわらず延性の低下が少ない。

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