2015 Fiscal Year Annual Research Report
液体金属鉛リチウム場における溶存酸素・材料界面特性の同時評価
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25820437
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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, 原子炉工学研究所, 助教 (70435519)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 核融合炉 / 液体金属 / 電気化学インピーダンス / 酸化被膜 / 酸素ポテンシャル / 鉛リチウム / コーティング / 固体電解質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体鉛リチウム合金(Pb-Li)は、核融合炉の液体トリチウム(T)増殖材として期待されている。液体ブランケットのT透過防止膜や耐食膜として、イットリア(Y2O3)やジルコニア(ZrO2)等の酸化物コーティングが開発されてきた。本研究の目的は、固体電解質センサーと電気化学インピーダンス法(EIS)を応用し、高温の液体金属環境下における機能性被覆の状態をIn-situで定常診断する手法を開発する事である。主な研究成果は以下の通りである。(1) 大気環境下の予備酸化処理により金属Y及びZr表面に形成される酸化被膜の形成機構を、重量増加測定と金相観察により評価した。Ar雰囲気下（773K）でEIS測定を行い、酸化被膜の膜厚や組成を示唆する情報をIn-situで獲得する事に成功した。得られたEISの情報から酸化被膜の膜厚や組成などを評価したところ、重量変化や金相観察の結果に良く合致する事が分かった。(2) 酸素飽和条件の溶融鉛中へ浸漬したY表面の酸化挙動を、648K～973Kの温度条件においてEIS法を用いてIn-situ評価する事に成功した。EIS情報が示唆した酸化被膜の性状は浸漬後の金相観察により得られた情報と良く合致した。
(3) 溶融Pb-Li中に浸漬した予備酸化YのEIS評価を実施し、酸化被膜の還元・喪失挙動を得る事に成功した。(4) EIS情報からYやZrの表面に形成される酸化被膜内にクラック(表面に平行方向)が発生を検出可能である事が示唆された。(5) 低酸素濃度条件の溶融Pb(698-898K)中に、大気中で予備酸化処理を施したZr試験片を浸漬し、酸化被膜が安定に機能する事を明らかにした。YSZタイプの固体電解質型酸素センサーも同時に浸漬し、EISによる酸化膜の構造及び健全性のIn-situ評価に加え、溶存酸素ポテンシャルのオンライン評価を同時に実施する事に成功した。
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Research Products
(11 results)
