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研究は、照射された溶融塩のクロム化学を追跡します

高温と電離放射線は、原子炉内に非常に腐食性の環境を作り出します。長期にわたる原子炉を設計するために、科学者は放射線誘発化学反応が構造材料にどのように影響するかを理解する必要があります。米国エネルギー省（DOE）ブルックヘブン国立研究所とアイダホ国立研究所の化学者は、溶融塩によって冷却された新しいタイプの反応器の原子金金属の腐食を軽減するのに役立つ可能性があることを示す実験を最近行いました。彼らの調査結果はジャーナルに掲載されています 物理化学化学物理学。 「溶融塩炉は、より安全でスケーラブルな核エネルギー生産のための新たな技術です。これらの高度な原子炉は、比較的周囲の圧力を維持しながら、従来の水冷反応器技術よりも高い効率的な温度で動作します」 水冷式反応器とは異なり、溶融塩リアクターは、高温でのみ液体状態にとどまる正確かつ負のイオンで作られた完全に作られたクーラントを使用します。他の液体を加えることなく流れるまで、テーブルの塩結晶を溶かすことに似ています。 「これらの新しい反応器の長期的な信頼性を保証するには、溶融塩が放射線環境の他の元素とどのように相互作用するかを理解する必要があります」とウィシャートは言いました。 科学者は、溶融塩核原子炉のために提案された金属合金の頻繁な成分であるクロムの追跡に特に関心がありました。 「クロムは、ほとんどの合金から腐食するのが最も簡単な要素である傾向があり、最終的に溶融塩反応器の冷却剤に蓄積するでしょう」とウィシャートは言いました。 クロムが溶融塩に溶解すると、その化学型の一部は腐食プロセスを加速し、反応器の構造的完全性と性能を損なう可能性があります。クロムイオン酸化状態の分布 - これらのイオンが化学反応に利用できる電子空孔の数は、腐食が発生するかどうかを決定する因子である可能性があります。 「溶解した三価クロムの存在 [Cr3+, with three electron vacancies] 場合によっては腐食を加速することができますが、二価クロム [Cr2+, with just two vacancies] そうではない」とウィシャートは言った。 クロムはほとんどの溶融塩のCr3+とCr2+の両方として安定しているため、「Cr3+およびCr2+が反応器の放射線で生成された種と化学的にどのように反応するか、およびそれらが作る製品をどのように理解するかを理解することが不可欠です」とWishartは説明しました。 Brookhaven Labは、これらのプロセスを調査するのに最適な場所です。これは、1兆分の1から数分で、放射線による反応を引き起こし、リアルタイムで追跡できる施設を収容できるためです。これらの施設は、ラボの化学部門のレーザー電子アクセラレータ施設と2百万電子ボルトヴァンドグラフアクセラレータです。 Wishartと彼の協力者は、これらの施設を使用して、2種類のクロムイオンの反応の速度と温度依存性を測定し、溶融塩の放射線によって生成された反応種を測定しました。 「我々の分析は、溶融塩環境における放射線の正味の効果は、腐食性CR3+の腐食性CR2+への変換を支持することであることを示した」とウィシャートは述べた。 この研究は、極端な環境における溶融塩の産物であり、核環境における溶融塩の基本的特性と潜在的な応用を調査するために、2018年にDOE科学局によってブルックヘブン国立研究所に設立されたエネルギーフロンティア研究センターです。 #研究は照射された溶融塩のクロム化学を追跡します