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論文

Lead-bismuth eutectic compatibility with materials in the concept of spallation target for ADS

菊地 賢司; 斎藤 滋; 倉田 有司; 二川 正敏; 佐々 敏信; 大井川 宏之; 若井 栄一; 梅野 誠*; 水林 博*; 三浦 邦明*

JSME International Journal, Series B, 47(2), p.332 - 339, 2004/05

加速器駆動システム(ADS)による核破砕中性子源ターゲットと未臨界炉冷却材を鉛ビスマス共晶合金を用いて構築するための技術開発として配管及び機械要素の材料と鉛ビスマスの両立性,鉛ビスマスの制御性を調べた。その結果、オーステナイトステンレス鋼受け入れ材の腐食量は3000時間当たり最大0.1mmだが、あらかじめ表面を研磨すれば腐食量を減らせること、鉛ビスマスの温度制御は安定だが、流量制御は不安定であることがわかった。不安定の主な原因は、溶解度差による高温部から低温部への質量移行で低温部に析出する物質がフェライトとなって電磁ポンプの磁場中流路に鉛ビスマスと一緒に残存することであった。対策は流路幅を広げれば良い。

論文

Recent activities of Pb-Bi technology for ADS at JAERI

菊地 賢司; 斎藤 滋; 倉田 有司; 二川 正敏; 佐々 敏信; 大井川 宏之; 梅野 誠*; 森恵 次郎*; 高野 秀機; 若井 栄一

Proceedings of 11th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-11) (CD-ROM), 7 Pages, 2003/04

J-PARCでADSターゲット施設を建設するために実施しているR&Dの成果として、最新の鉛ビスマス材料技術の成果をターゲット設計、流動ループ試験、静的試験、 酸素センサー開発、洗浄試験結果について述べている。SUS316材を450$$^{circ}$$Cの鉛ビスマス流動下で、3000時間試験した結果、腐食量は0.1mmであった。低温部にFeとCrの合金が析出した。循環ループ高温部で溶解したこれらの元素が、低温部で溶解度の違いのために析出した物である。静的試験結果から、腐食層厚さは、合金中Cr量の増加とともに減少した。信頼性ある酸素センサーを参照電極を選択して、開発する予定である。洗浄試験の結果、シリコンオイル浴後の効果的な洗浄はブラッシングが必要であること、混酸を使うとほぼ完全に鉛ビスマスを洗浄できたが、試験片自体も色が付き、影響を受けた。

論文

ジルコニア固体電解質を用いた酸素センサの起電力に及ぼす中性子照射効果

日浦 寛雄*; 山浦 高幸; 本橋 嘉信*; 小檜山 守*

日本原子力学会和文論文誌, 1(2), p.202 - 208, 2002/06

原子炉燃料中の酸素ポテンシャルの炉内測定を可能とする酸素センサの開発を行った。本センサは、CaOで安定化したジルコニア電解質の両側に標準極と測定極を接触させて酸素濃淡電池を構成し、発生する起電力から測定極となる燃料中の酸素ポテンシャルを推定する。本開発試験では、センサ標準極にNi/NiO, 測定極には燃料の代わりにFe/FeOを用いることとし、さらに長寿命化対策を考慮してセンサを設計・試作して、その起電力特性を炉外試験及びJMTRでの照射下その場試験において調べた。炉外試験では、700$$^{circ}C$$ $$sim$$ 1000$$^{circ}C$$間の温度変化に対する起電力の温度依存性は理論値とほぼ一致し、起電力経時変化は800$$^{circ}C$$一定の下で980hにわたり4%以内であった。照射下その場試験では、高速中性子(E$$>$$1 MeV)照射量8.0$$times$$10$$^{23}$$ m$$^{-2}$$(照射時間1650h)までの700$$^{circ}C$$ $$sim$$ 900$$^{circ}C$$間の温度変化に対する起電力の温度依存性は炉外試験時に得られた結果とよく一致し、800$$^{circ}C$$一定下での起電力経時変化は理論値の6%以内であった。以上のことから、中性子照射下における燃料中の酸素ポテンシャルの測定が本センサにより可能であることがわかった。

論文

Measurements of O/U ratio and oxygen potential for UO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{chi}$$(0≦x≦0.1)

宇賀神 光弘

Journal of Nuclear Science and Technology, 20(3), p.228 - 236, 1983/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:84.45(Nuclear Science & Technology)

UO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{chi}$$(0≦x≦0.1)のO/U比と酸素ポテンシャル($$Delta$$G$$_{O}$$$$_{2}$$)とを酸素センター併用の熱重量法により測定した。1000°および1200$$^{circ}$$Cの測定から以下の結果を得た。x≧0.015の領域では、本実験によるO/U比と$$Delta$$G$$_{O}$$$$_{2}$$値は従来のデータと良く一致した。0≦x≦0.015の領域では$$Delta$$G$$_{O}$$$$_{2}$$は従来の熱重量測定データより2~15kcal低く、xが減少するにつれその差異が大きくなる。1000°と1200$$^{circ}$$Cの$$Delta$$G値に逆転現象が認められた。その結果、酸素の溶解の部分エントロピーとO/U比曲線に最大値($$Delta$$S$$_{O}$$$$_{2}$$=11e.u.;O/U=2.007)が存在することがわかった。この値はMarkinらのEMF法による結果と概略一致している。

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