福島原発事故関連への製錬プロセス工学の取り組み

[1603] B₄C-構造材の反応に及ぼす雰囲気の影響

佐々木良輔¹,^○植田滋¹, 金宣中¹, 高旭¹, 北村信也¹ (1.東北大学)

司会:山口勉功(愛媛大学)

キーワード：B4C, B2O3, SUS304, シビアアクシデント

原子炉内で制御棒材料として用いられるB₄C-SUS304の間の反応を1473K以下の温度域において検討した。雰囲気中の酸素の試料酸化への影響を調査するため乾燥空気とArガスを混合し酸素分圧を変化し試料を加熱した。1473Kにおいて3600s以内ではB₄CとSUS304の間に酸化を伴わない反応は観察されず、B₄Cの酸化により生成したB₂O₃がSUS304の酸化を促進する反応が観察された。B₂O₃は743K以上で溶融し、SUS304表面に濡れ広がる。約1373K以上の温度域ではB₂O₃液相を介して雰囲気中の酸素がSUS304を酸化し、Fe-Cr-Ni-B-O系の固液共存相を生成することが確認された。さらに、固液共存相が雰囲気に酸化され最外層に固体のFe₂O₃あるいはFe₃O₄相、Cr₂O₃相等を生成しながら、SUS304相の酸化反応が進行する。雰囲気中の酸素の影響でFe-Cの共晶温度以下の温度域でもB₂O₃の生成によりSUS304の酸化反応が容易に進行することが明らかになった。