動的な合金化プロセスによる高温溶融アルカリ金属の瞬時不活性化に関する研究
【研究分野】核融合学
【研究キーワード】
アルカリ金属 / 合金 / 消火 / 活性度 / 核融合 / 高速炉 / 液体金属 / 合金化反応 / 核融合炉 / 安全性 / 熱拡散率 / TDS / リチウム / ナトリウム / 合金化 / 燃焼 / 消化 / 火災 / 物性
【研究成果の概要】
核融合炉の液体燃料増殖材やIFMIFの液体ターゲット、高速炉の冷却材として、溶融アルカリ金属(リチウムやナトリウム)の応用が期待されている。しかし、溶融アルカリ金属は酸素や水と反応して燃焼するため、漏洩事故時に安全上の課題がある。本研究では、アルカリ金属燃焼時の斬新な消火手法の開発に挑戦した。溶融アルカリ金属に対して、金属鉛片(もしくは錫片)を直接投与する事により、瞬時に高融点且つ化学的に安定な合金を形成させる手法について研究を実施し、アルカリ金属の化学的活性度を制御する画期的な手法確立に繋がる様々な研究成果を得た。
【研究の社会的意義】
優れた伝熱特性を有する液体アルカリ金属の課題の一つとして、大気や水と反応して燃焼する事が挙げられる。しかし、漏洩事故時等において、適切に処理する方法が確立できれば、そのリスクを大きく低減する事が可能である。従来は、燃焼したアルカリ金属に対して窒息消火が行われてきたが、本研究で提案した方法は化学的活性度の高い溶融アルカリ金属に対して金属片を投入して不活性な合金を形成する事により反応性を制御するという画期的な手法である。今後、更に応用が期待されるアルカリ金属技術（リチウムイオンバッテリーやBNCTターゲット）の安全面に大きく寄与する研究であると言える。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)