2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on method for instantaneous inactivation of liquid alkari metals
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16K14526
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
近藤 正聡 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (70435519)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 液体金属 / アルカリ金属 / 合金化反応 / 核融合炉 / 高速炉 / 安全性 / 熱拡散率 / TDS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉の液体燃料増殖材やIFMIFの液体ターゲット、高速炉の冷却材として、溶融アルカリ金属(リチウム(Li)やナトリウム(Na))の応用が期待されている。しかし溶融アルカリ金属は酸素や水と反応して燃焼するため安全上の課題がある。本研究では、溶融アルカリ金属漏洩事故時の対策技術として、合金プロセスを応用した安定化手法として、従来の窒息消火法とは全く異なる独創的且つ斬新なメソッドに挑戦している。
H28年度は、Liに対してPbを投入して合金化・安定化させるプロセスにおいて形成されるLiリッチな鉛(Pb)-Liについて研究を実施した。核融合炉の液体燃料増殖材として期待され、既に研究が実施されているPb-15Li合金(Li濃度15mol%)に対して、約2倍のリチウム濃度のPb-28Li, 更に3倍のリチウム濃度のPb-45Liの合成を行った。また、これらの合金の化学的安定性、材料共存性、不純物の吸放出挙動、大気環境下反応性を明らかにした。
H29年度は、合金化プロセスにおける酸素や水、二酸化炭素等の環境非金属不純物の影響や合金物性に対する純度の影響について調べた。環境非金属不純物の少ない減圧条件下で合成した合金の熱拡散率を計測したところ後者のものに比べて28%程度大きい事が分かった。これは、リチウムが非金属不純物等により酸化する事なく、合金構成元素として優れた伝熱性能を発揮したためであると思われる。これにより、リチウム漏洩時における合金化プロセスを考えると、純度の高い鉛を散布して合金化させる事により、漏洩液体金属の効率的な放熱と温度低下を期待できる事が分かった。
平成30年度は、動的な合金化試験を完了すると共に、大気環境下や不活性雰囲気下における本手法の適用性について体系的に纏め、その成果を発表した。
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