| 研究課題/領域番号 |
09680481
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー学一般・原子力学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
井上 正二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10203233)
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| 研究分担者 |
堀池 寛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20252611)
宮崎 慶次 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40029202)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1998年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1997年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 液体金属 / ナトリウム / リチウム / 火災 / 窒素ガス / アルゴンガス / 消火 / 熱焼 / 金属ナトリウム / 金属リチウム / 金属火災 / 消化 / 酸素濃度 / 燃焼 / 液体窒素 |
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| 研究概要 |
Na,Liは有用な冷却材であるが高温で空気中に漏洩すると発火し重大な事故になる。そこで燃焼状態と火災抑制について知識を得るため、少量のナトリウムとリチウムの燃焼実験を行った。
I. ナトリウム燃焼
ナトリウムの燃焼は非常に高温(750度以上)で酸化ナトリウムや過酸化ナトリウムなどのエアロゾルが多量に発生する。燃焼時にナトリウムは液体となるために流動性が良く、少しの燃焼床の傾きによって燃焼表面が広がりより激しい燃焼となる。実験はナトリウム50gをパンに置き、発火後ヒーターを切り自己燃焼させた。
1. 大気中自然燃焼 :200度で固体表面を覆っていた酸化膜が破れ溶融ナトリウムが流れ出て250〜400度で発火する。平均760度で燃焼し最高温度は790度になった。
2. 大気流入抑制燃焼 :燃焼室開放面積の1.5%の開口率で新鮮な空気が流入するために消火せずゆっくりと最後まで燃えた。
3. 大気成分調節燃焼 :5%酸素濃度では消火しない。
4. 窒素ガス消火 :窒素ガスを燃焼室に充分に満すと消火する。窒素ガス注入停止後、鎮火したナトリウムの温度が250度以下であれば新鮮な空気が入っても再燃焼は起こらない。
5. 液体窒素消火 :液体窒素を注入すると一気に温度が低下し、燃焼室が窒素で充満すると火災は収まる。有効な消火法である。
II. リチウム燃焼
リチウムは常温で比較的丸い形状では水中に投げ入れてもナトリウムのような爆発的な反応はしない。表面が泡立つ程度である。しかし薄い箔になると時には激しい爆発を伴った反応を起こす。ナトリウムの様に砂では窒息消火は出来ない、かえって火勢を強める。
1. 大気中自然燃焼:発火温度は450度以上であり、火勢は短時間で強まる。1150度の高温になり燃焼容器のステンレス鋼を腐食させる。燃焼残留物は灰色のかびの胞子状となり膨らむ。
2. 窒素ガス反応:リチウム温度は約700度でほぼ一定になりリチウム-窒素ガスの反応が持続している。発生する反応ガスが少ないので比較的静かな溶融面が観測される。消火はできない。
3. アルゴンガス消火:アルゴンガス注入後、火勢は一気に縮小し温度も低下していった。消火は出来る。
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