As a part of the development and testing of a lead lithium eutectic (Pb-16Li) purification system at IPR, a wire mesh packing based prototype cold trap (CT) was designed, fabricated and installed in a purification loop to remove the impurities from ∼ 260 kg of the Pb-16Li. In the present work, the functionality of CT has been assessed continuously for a long duration of ∼3500 hour (∼5 months), in the molten Pb-16Li system. This long-duration operation of CT in the Pb-16Li system was imperative to test its reliability, since the recurrent replacement of the CT in the Pb-16Li system may not be feasible due to stringent operating conditions of fusion reactors. During the present experiment, the working of an impurity generator has been tested and the deposition of corrosion impurities has been achieved on the wire mesh packing of CT. The efficiency of CT has been estimated to assess the performance of the CT. Some oxide depositions were also found inside the CT. Different characterization techniques such as SEM-EDX, XRD, and ICP-AES were used for the characterization of the samples taken from the CT. The characterization results of needle shape deposition suggest the formation of iron–nickel intermetallic while the characterization of oxide deposition suggests the formation of Pb2O, Li2O, and PbO.
鉛リチウム共晶合金（Pb-16Li）精製システムの開発と試験の一環として、IPRにおいてワイヤーメッシュ充填方式のプロトタイプコールドトラップ（CT）を設計・製作し、約260kgのPb-16Liから不純物を除去するための精製ループに設置した。本研究では、溶融Pb-16Li系においてCTの機能性を約3500時間（約5ヶ月）にわたり連続的に評価した。この長期運転は、核融合炉の過酷な運転条件下ではCTの頻繁な交換が現実的ではないため、その信頼性を検証するために不可欠であった。本実験では、不純物発生装置の作動を試験し、CTのワイヤーメッシュ充填材上での腐食生成物の堆積を達成した。CTの性能を評価するため、その効率を算出した。また、CT内部には一部酸化物の堆積が認められた。CTから採取した試料の特性評価には、SEM-EDX、XRD、ICP-AESなどの異なる分析手法を用いた。特性評価の結果、針状の堆積物は鉄-ニッケル金属間化合物の生成を示唆し、一方、酸化物堆積物の分析からはPb₂O、Li₂O、PbOの生成が示唆された。