廃棄物処分条件下における使用済核燃料の腐食(レビュー)

Corrosion of spent nuclear fuel under waste disposal conditions (Review)

馬場 恒孝

Bamba, Tsunetaka

使用済核燃料を直接地層処分するケースにおいて、使用済核燃料マトリックスからの放射性核種の漏出はウランが環境へ溶け出る速度(核燃料マトリックスの溶解速度)によって支配される。本報では、処分条件下における核燃料腐食メカニズムと腐食速度にかかわる検討結果をレビューするとともに、核燃料腐食についてこれまでに発表された多くの観察結果を紹介し、議論した。核燃料腐食に対して影響する広範囲なパラメータについても議論した。それらには核燃料の事前酸化,接する溶液のpH,酸素濃度,炭酸塩濃度,温度,地下水含有の化学種,水の放射線分解,腐食生成物の形成などが含まれる。さらに、使用済核燃料の挙動の解釈において、未照射UOで取得されたデータとの関連も議論した。

In the case of the direct disposal of spent nuclear fuel in a deep geological formation, the release of radionuclides from the spent fuel matrix will be controlled by the rate at which uranium is released into the environment. In this paper the mechanism and kinetics of nuclear fuel corrosion under waste disposal conditions are reviewed, and the many published observations on fuel corrosion are discussed. The influence of a wide range of parameters on fuel corrosion are discussed: These include the pre-oxidation of the fuel, pH, O concentration, carbonate concentration, temperature, groundwater species, the effect of water radiolysis, and the formation of corrosion product deposits. The relevance of the data recorded on unirradiated UO to the interpretation of spent fuel behavior is included.