ジルカロイ

ジルカロイ 化学特性,用途語,生産方法

• 実用

  軽水炉の燃料被覆用に使われるジルコニウム合金．ジルコニウムは熱中性子吸収断面積が小さく，原子炉材料として適している．しかし，高温水中で腐食を受ける傾向があり，また窒素との反応性も強く，含有窒素量が40 ppm 以上になると耐食性が低下する．そこで開発されたのが，Zr-Sn合金のジルカロイである．窒素の害を除くには，スズを約1.5質量％ 添加する．ジルカロイには4種類あり，当初ジルカロイ-1ができたが，その後スズを減じ，鉄，ニッケル，クロムを加えたジルカロイ-2ができ，高温水に対する耐食性がよくなった．その後，成形加工性をよくするためスズを減じて改良したジルカロイ-3ができた．また，水素吸収の問題を解決するため，ニッケルを除いて鉄を増加したジルカロイ-4ができた．現在，実用されているのはジルカロイ-2と4である．
  森北出版「化学辞典（第2版）

• 用途

  軽水型動力用原子炉の燃料被覆材として開発されたジルコニウム-スズ系合金。数種あるが，沸騰水型原子炉の燃料被覆管として用いられているジルカロイは，ジルコニウムにスズ約 1.5%，鉄 0.12%，クロム 0.1%，ニッケル 0.05%が添加されており，ジルカロイ-4の組成はジルコニウムにスズ 1.5%，鉄 0.15%，クロム 0.10%が添加されている。これは窒素によるジルコニウムの腐食を抑えるためである。原料ジルコニウムはリアクター級と呼ばれる高純度のもので，特にハフニウムの存在を嫌う。ジルコニウムが原子炉材に使われるのは熱中性子吸収が少いためであるのに，ハフニウムはそれが大きいからである。それでジルコニウム製錬 (→クロル法 ) の前段階でハフニウムは溶媒抽出法，イオン交換法などにより徹底的に除去される。最近では，より高い特性を目指し，高燃焼度用の新合金の開発が進められている。

ジルカロイ 生産企業

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