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坂巻 景子; 片岡 理治; 前田 敏克; 飯田 芳久; 鴨志田 美智雄; 山口 徹治; 田中 忠夫
Corrosion Engineering, Science and Technology, 49(6), p.450 - 454, 2014/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Materials Science, Multidisciplinary)地層処分環境下において人工バリアの一つであるオーバーパックは地下水と接触し、腐食する。処分場閉鎖直後は、酸素が存在するため酸化的雰囲気であるが炭素鋼の腐食等で酸素が消費され還元性雰囲気になると考えられる。酸化還元電位(Eh)の低下は廃棄中に含まれる
Se等の地球化学的挙動に影響するため、地層処分の安全評価を行う上で重要な評価項目である。本研究では、Eh変動を模擬する炭素鋼腐食試験を行い、その結果を用いてEh変動評価モデルの妥当性を検証した。ベンチマーク計算では最近公表された知見を反映したモデルも用いて、2ケースの計算を行った。それぞれのケースでEhを決定づける酸化還元反応は異なったが、Eh評価結果には大きな差はなくいずれのケースも300日以降において実験値と整合した。
柴田 俊夫*; 渡邊 正敏; 谷口 直樹; 清水 亮彦*
no journal, ,
日本においては、使用済み燃料の再処理によって生じる高レベル放射性廃棄物は金属のキャニスタに封入されたガラス固化体として地層中に隔離されることになっている。炭素鋼の腐食速度は、深地層地下環境において年間10マイクロメートル程度と小さいことが知られておりキャニスタの候補材料になっている。炭素鋼に対する腐食速度のデータが実験室及び実地の双方において蓄積されており、初期速度は年間10マイクロメートル程度であるが、時間の経過に伴い低下していく。本研究では、腐食沈殿皮膜中の水の拡散が腐食速度を律速するものと仮定し、酸素欠乏環境下において観察された腐食速度を説明可能となるよう合理的な腐食速度モデルを構築した。また、本モデルは、沈殿皮膜の溶解が溶液中の境界層内拡散による物質移動プロセスにより決定されることを仮定している。本モデルを用いたデジタルシミュレーションは、腐食速度の時間依存性やpH依存性及び長期間経過後の定常腐食速度をよく再現していることが示された。
安住 和久*; 矢島 淳吾*; 永井 優人*; 渡邊 正敏; 谷口 直樹; 清水 亮彦*
no journal, ,
ガラス固化された高レベル放射性廃棄物格納容器の候補材料の一つである銅は、定置直後において酸素が残存する環境ではベントナイトを通して容器表面に到達した地下水との作用により腐食が進行すると考えられる。ベントナイトを通して容器表面に到達した地下水には、少量のシリカを含むさまざまなイオンが含まれている。本研究では、これらの化学種が含まれた溶液中に浸漬した銅の腐食速度をレジストメトリーで測定し、シリカの腐食速度抑制機構を調べるため溶液中に浸漬させた後の銅の表面をFE-SEMにより分析した。その結果、少量のシリカを添加した溶液では、シリカを添加していないものと比較して腐食速度は抑制されることがわかった。また、ラーマンスペクトルによりシリカを添加していない溶液に対する腐食生成物はおもにCu
Oであることが同定された。一方、シリカを添加した溶液に対しては、電気絶縁体の性質を示すシリカの沈殿が表面に生成し、このシリカが溶液中で膨張することによりCuイオンの溶解プロセスを抑制していると推定された。
