デブリ用液状電極の検討

　デブリ用電極として水銀やガリウムを思いついた理由は、

核燃料が散らばっているであろうから、それらをできるだけ全部捕らえるため液状金属で面状にカバーしたらどうかと思ったからである。その意味では、ガリウムの融点が約３０℃であるが、これよりも更に低温で液状化しているGa-In-Sn合金の利用も考えられる。

　ちなみに、

　　　　　　　U　→　U3+　＋　3e-   　　　　　　標準電極電位：ー1.789V

　　　　　　　Ga →　Ga3+  ＋　3e-　　　　　　   標準電極電位：ー0.529V

　　　　　　　Fe →　Fe2+   ＋　2e-　　　　　　　標準電極電位：ー0.4402V

で、ガリウムのイオン化傾向はウランと鉄の中間であり、ガリウム電極下で核燃料のウラン酸化物が単体ウランにまで還元された後、中性～酸性水溶液中で最初に溶け出すのはウランであり、次にガリウムで、鉄のイオン化防止にもなる。

　しかし、ガリウムやGa-In-Sn合金は、鉄と合金を形成したり鉄鋼の粒界腐食を引き起こしたりするなど、原子炉構造材を脆化させてしまう懸念がある。水銀は鉄とアマルガムを作らないとはいえ、このような構造材脆化は水銀利用の場合も注意しなければならない。従って、構造材を外側から支える対策をあらかじめ行っておくべきである。