[2N08-14] Fuel Production and Fuel Cycle

[2N14] Study on mass transfer at interface between supercritical CO₂ and stainless steel

*Kazunari Katayama¹, Kaito Kubo¹, Makoto Oya¹, Naoko Ashikawa², Teruya Tanaka², Akio Sagara², Shintarou Ishiyama³, Takumi Chikada⁴, Hirofumi Nakamura⁵, Akira Taguchi⁶ (1. Kyushu Univ., 2. NIFS, 3. Hirosaki Univ., 4. Shizuoka Univ., 5. QST, 6. Univ. Toyama)

Keywords:CO₂, Tritium, Supercritical

超臨界CO₂（sCO₂）ガスタービンシステムは、使用温度範囲によって高い発電効率が見込まれる発電システムとして開発されており、ヘリカル型核融合原型炉FFHRの設計では、溶融塩を一次冷却材、sCO₂を二次冷却材として使用する発電システムが想定されている。熱交換器を介した一次系から二次系へのトリチウム移行を完全に防ぐことはできないため、sCO₂環境下でのトリチウム挙動の理解が必要である。本研究では、トリチウムの使用が可能なsCO₂曝露実験装置を作製した。円筒形高圧容器にボンベからCO₂を供給し、密閉状態で加熱することで、超臨界状態にする。高圧容器構造材はSS304、内容積は約346cc、設計圧力は11MPa、設計温度は500℃である。高圧容器にCO₂を充填し、250℃から450℃までステップ状に昇温した際の気相成分について、ガスクロマトグラフで測定したところ、CO₂に加えて、CO、H₂、CH₄が検出された。本発表では、これら成分の発生機構について議論する。