Abstract
熔鹽式反應器（Molten Salt Reactor, MSR）為六種第四代核反應器（Generation VI）中的一種，其最初設計概念可追溯至1954年的飛行器核能推進計畫（Aircraft Nuclear Propulsion, ANP）就已有紀錄。特點為冷卻劑以及燃料皆使用高溫的熔融態氟化物熔鹽，具有很高的熱傳性質。熔鹽式反應器設計較現有的輕水式反應器更為簡單、體積更小、安全性更佳，並且可轉化用過核燃料中的錒系元素，可以解決現今用過核燃料的問題。鎳基與鉬基合金的結構材料在熔鹽環境下所表現的腐蝕行為成為開發MSR中必須研究的題目。水氣以及氧氣在熔鹽的環境中對於材料的腐蝕具有很大的影響力，尤其是水氣的殘留會在高溫與熔鹽形成氫氟酸（HF）造成合金的嚴重腐蝕。故純化品質的好壞將會影響氟化物熔鹽在高溫環境下的腐蝕性，尤其Cr元素更是特別嚴重，所以一般挑選適用於MSR的結構用材料皆採用低Cr的鎳基或是鉬基合金。本實驗選定Hastelloy N、Hastelloy B3這兩款鎳基超合金以及TZM鉬基高溫合金進行浸沒腐蝕實驗，配合自行設計之熔鹽純化系統以求除去熔鹽內部殘留水分。實驗條件為600℃以及700℃，實驗時間設定為100、200、500以及1000小時，並量測其單位面積質量損失以及利用掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscopy, SEM）觀察試片表面以及橫截面的型態以探討其腐蝕行為。結果顯示Hastelloy N為最抗腐蝕的合金，而在含水氣環境下腐蝕情形劇烈的鉬基合金TZM則在本系統中表現較佳，顯示鉬元素在除水環境下對於氟化物熔鹽具有抵抗性，進而證實本實驗設計之純化系統確實具有除去熔鹽內部水氣之能力。而腐蝕型態皆有所不同， Hastelloy N、Hastelloy B3傾向於均勻腐蝕為主、沿晶腐蝕為輔，而TZM合金則傾向於均勻腐蝕為主、孔蝕為輔。