湿り空気および湿り炭酸ガス環境における金属ナトリウムの反応進展速度; ナトリウム冷却材安定化処理技術開発のための基礎実験

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 湿り空気および湿り炭酸ガス環境における金属ナトリウムの反応進展速度; ナトリウム冷却材安定化処理技術開発のための基礎実験
• Author/Editor: 田所 裕; 吉田 英一
• Author Heading: 田所 裕; 吉田 英一
• Publication Date: 1999-11
• Publication Date (W3CDTF): 1999-11
• Alternative Title: Reaction velocity of sodium hydration in humid air and sodium carbonation in humid carbon dioxide atmosphere; Fundamental study on sodium carbonate process in FBR bulk sodium coolant disposal technology
• Periodical title: JNC TN9400 99-085
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 装置内部に付着した金属ナトリウム(Na)の処理法として,炭酸ガスにより,Naを大気中で不活性な炭酸化物あるいは炭酸水素化物に変化させ,大気中で安全に洗浄処理する安定化処理方法が検討され,試験装置解体に適用されようとしている。しかし一方,反応の進展に関する基礎データが殆ど無いのが現状である。そこで,実験室レベルに於いて,湿り空気および湿り炭酸ガス環境における金属Naの反応進展速度を把握し,Na炭酸化物,炭酸水素化物等の生成状況を観察し,得られた結果を安定化処理の基礎データとして,大型装置への適用に反映させることを目的とした。試験結果は以下のように要約される。(1)湿り空気,湿り炭酸ガス環境(26$\sim$31$^{\circ}C$,相対湿度約100\%)における金属Naの反応進展速度は,試料サイズ,測定方法によりばらつきはみられたが,湿り空気環境では凡そ0.16$\sim$0.34mmhの-1乗(0.016$\sim$0.033gcmの-2乗hの-1乗,6.8$\times$10の-4乗$\sim$1.4$\times$10の-3乗molcmの-2乗hの-1乗),湿り炭酸ガス環境では凡そ0.16$\sim$0.27mmhの-1乗(0.016$\sim$0.023gcmの-2乗hの-1乗,6.8$\times$10の-4乗$\sim$1.1$\times$10の-3乗molcmの-2乗hの-1乗)であった。(2)湿り空気,湿り炭酸ガス環境における金属Naの反応進展速度は,水蒸気分圧(絶対湿度)の影響を大きく受けることが解った。安定化処理を想定した20$^{\circ}C$,相対湿度80\%の炭酸ガス環境では0.08$\sim$0.12mmhの-1乗(0.008$\sim$0.012gcmの-1乗hの-1乗,3.4$\times$10の-4乗$\sim$5.2$\times$10の-4乗molcmの-2乗hの-1乗)と推定された。(3)反応生成物は,湿り空気環境ではNaOHである。湿り炭酸ガス環境ではNa2CO3,NaHCO3であり,NaはNaOHを経てNa2CO3からさらにNaHCO3へと変化すると考えられる。(4)大型装置への適用には,付着したNaの表面積および量に応じてガス供給量および処理時間を適切に設定することで,所定量の安定物質へ変化させることは可能と考えられる。; A sodium carbonate processing method, which changes sodium to sodium carbonate and/or sodium bicarbonate by humid carbon dioxide, has been examined and about to be applied to large test loops dismantling. However, that the basic data regarding the progress of the reaction is insufficient on the other hand, is a present condition. The present report therefore aims at presenting basic data regarding the reaction velocity of sodium hydration in humid air and sodium carbonation in humid carbon dioxide atmosphere, and observing the reaction progress, for the application to large test loops dismantling. The test result is summarized as follows. (1)Although the reaction velocity of sodium varied with sodium specimen sizes and velocity measurement methods, the reaction velocity of sodium hydration was in about 0.16$\sim$0.34mmh$^{-1}$ (0.016$\sim$0.033g cm$^{-2}$h$^{-1}$, 6.8$\times$10$^{-4}$$\sim$1.4$\times$10$^{-3}$mol cm$^{-2}$h$^{-1}$) and that of sodium carbonation was in about 0.16$\sim$0.27mmh$^{-1}$(0.016$\sim$0.023g cm$^{-2}$h$^{-1}$, 6.8$\times$10$^{-4}$$\sim$1.1$\times$10$^{-3}$mol cm$^{-2}$h$^{-1}$)(26$\sim$31$^{\circ}$C, RH 100\%). (2)The reaction velocity of sodium in carbon dioxide atmosphere was greatly affected by vapor partial pressure (absolutely humidity). And the velocity was estimated in 0.08$\sim$0.12mmh$^{-1}$ (0.008$\sim$ 0.012g cm$^{-2}$h$^{-1}$, 3.4$\times$10$^{-4}$$\sim$5.2$\times$10$^{-4}$mol cm$^{-2}$h$^{-1}$) in the carbon dioxide atmosphere, whose temperature of 20$^{\circ}$C and relative humidity of 80\% are assumed real sodium carbonate process condition. (3)By the X-ray diffraction method, NaOH was found in humid air reaction product. Na$_{2}$CO$_{3}$, NaHCO$_{3}$ were found in carbon dioxide atmosphere reaction product. It was considered that Sodium changes to NaOH, and subsequently to NaHCO$_{3}$ through Na$_{2}$CO$_{3}$. (4)For the application to large test loops dismantling, it is considered possible to change sodium to a ...
• Source: /JNC-TN9400-99-085.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JNC-TN9400-99-085.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 装置内部に付着した金属ナトリウム(Na)の処理法として,炭酸ガスにより,Naを大気中で不活性な炭酸化物あるいは炭酸水素化物に変化させ,大気中で安全に洗浄処理する安定化処理方法が検討され,試験装置解体に適用されようとしている。しかし一方,反応の進展に関する基礎データが殆ど無いのが現状である。そこで,実...