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Effect of absorbed hydrogen on the stress corrosion cracking (SCC) susceptibility of unirradiated Zircaloy cladding

未照射ジルカロイ被覆管の応力腐食割れ(SCC)感受性に及ぼす吸収水素の影響

天谷 政樹; 更田 豊志

Amaya, Masaki; Fuketa, Toyoshi

未照射ジルカロイ被覆管の応力腐食割れ(SCC)感受性に及ぼす吸収水素の影響を調べた。文献から得られたデータは、ジルカロイ-2及び-4の種類によらず、SCCしきい応力($$sigma$$$$_{th}$$)に対する0.2%耐力($$sigma$$$$_{0.2}$$)が60ppm以下の水素濃度において水素濃度の増加とともに増加することを示している。ヨウ素ガスと水素を含むジルコニウムとの間に生じる反応について、熱力学計算を行った。その結果、水素濃度が増加すると反応が生じにくくなること、及び水素濃度が90ppm以下でのみジルコニウムとヨウ素ガスとが反応することが示唆された。これらの傾向は、水素濃度に対する$$sigma$$$$_{th}$$$$sigma$$$$_{0.2}$$の比の傾向と一致していることから、水素がヨウ素ガスとジルコニウムとの間の反応に影響を及ぼし、ジルカロイ被覆管のSCC感受性を低下させていると考えられる。

Effect of absorbed hydrogen on the stress corrosion cracking (SCC) susceptibility of unirradiated Zircaloy cladding was examined. The data obtained from literatures show that the ratios of SCC threshold stress ($$sigma$$$$_{th}$$) to 0.2% yield stress ($$sigma$$$$_{0.2}$$) in unirradiated Zircaloy claddings increase with increasing hydrogen contents below 60 ppm, irrespective of the kind of Zircaloy-2 and -4. Thermodynamic calculations were carried out for the reaction between iodine gas and zirconium containing hydrogen. The results suggested that the reactions hardly occurred at increased hydrogen content and zirconium reacted with iodine gas only below 90 ppm of hydrogen. Since these tendencies correspond to those of the ratios of $$sigma$$$$_{th}$$ to $$sigma$$$$_{0.2}$$ on the hydrogen content, it is considered that hydrogen affects the reactions between iodine gas and zirconium and reduces the SCC susceptibility of Zircaloy claddings.

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分野:Nuclear Science & Technology

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