鋼材に付着した鉛ビスマスの洗浄技術の検討,1; 基礎試験

Technology for cleaning of Pb-Bi adhering to steel, 1; Basic tests

斎藤 滋   ; 佐々 敏信   ; 梅野 誠*; 倉田 有司; 菊地 賢司; 二川 正敏  

Saito, Shigeru; Sasa, Toshinobu; Umeno, Makoto*; Kurata, Yuji; Kikuchi, Kenji; Futakawa, Masatoshi

原子炉で使用した燃料中のマイナーアクチニド(MA)を短寿命の核種に核変換するシステムとして、加速器駆動システム(ADS)の開発が世界各国で進められている。ADSの核破砕ターゲット及び炉心冷却材には鉛ビスマスが検討されている。機器や照射試料に付着した鉛ビスマスを効率よく除去する技術は、被曝低減や交換部品の汚染低減と言った観点から重要な開発項目である。本研究の目的は、鉛ビスマスのさまざまな洗浄方式について洗浄能力・特徴を把握し、目的に応じた方式を提案するための基礎的な知見を得ることである。3種類の洗浄試験の結果、170Cでのシリコンオイル洗浄では細部の鉛ビスマスは除去しきれず、脱脂綿等で擦る必要があった。母材への影響はほとんど見られなかった。混酸(酢酸,過酸化水素,エタノール=1:1:1)洗浄では、浸すだけでほぼ完全に鉛ビスマスは除去されたが、シリコンオイルと比べ母材表面がやや黒ずんでいるように見られた。硝酸洗浄では、浸すだけでほぼ完全に鉛ビスマスは除去されたが、F82Hの母材表面が腐食された。

The accelerator driven system (ADS) is proposed to transmute minor actinides (MA) in high-level waste from spent fuels of nuclear power reactors. Liquid Pb-Bi alloy is a candidate material for spallation target and coolant of ADS. Pb-Bi cleaning technology is required to reduce radiation exposure during maintenance service and to decontaminate replaced components. In this study, three cleaning methods were tested; silicon oil cleaning at 170C, mixture of acetic acid and nitric acid cleaning. Specimens were prepared by immersion in melted Pb-Bi. After silicon oil tests, most of Pb-Bi remained on the surface of the specimens. It was found that blushing was needed to remove Pb-Bi effectively. On the other hands, Pb-Bi was easily dissolved and almost removed in the mixed acid and nitric acid. Silicon oil cleaning did not affect on base metals. The surface of base metals was slightly blacked after mixed acid cleaning. F82H base metals were corroded by nitric acid.