Observation of tritium distribution in iron oxide with tritium micro autoradiography

トリチウムミクロオートラジオグラフ法による鉄酸化物中のトリチウム分布の観察

磯部 兼嗣; 林 巧; 中村 博文; 小林 和容; 山西 敏彦; 奥野 健二*

Isobe, Kanetsugu; Hayashi, Takumi; Nakamura, Hirofumi; Kobayashi, Kazuhiro; Yamanishi, Toshihiko; Okuno, Kenji*

トリチウムの透過はトリチウム燃料サイクルにおいて重要な因子であり、特に冷却水への透過は安全上重要な課題の一つである。これまで、金属表面に形成される酸化膜のためトリチウムの透過量が減少することが報告されてきたが、加圧水中で純鉄の表面に形成された酸化膜がトリチウムの透過量にほとんど影響を与えない例も報告されている。そこで、加圧トリチウム水中で酸化させた純鉄酸化膜での水素の挙動を把握するため、トリチウムミクロオートラジオグラフ法による酸化膜中のトリチウムの分布観察を実施した。その結果、酸化膜を通ってトリチウムは純鉄中に侵入しているが、酸化膜表面にトリチウムは観察されなかった。このことは、酸化膜自体は水素の溶解がほとんどなく、トリチウム透過を阻害する機能があるものの、水素透過には何ら影響を与えていない酸化膜構造が形成されていることがわかった。以上のことから、トリチウムの透過を評価する場合、酸化膜の形成過程,構造にまで着目する必要があることがわかった。

Tritium permeation is one of key issues from the viewpoint of safety and tritium cycle. The oxide formed on metal surface was reported to act as barrier for hydrogen permeation due to its characters, such as low diffusivity and low solubility of hydrogen. On the other hand, the tritium behavior in the oxide as well as the interface of oxide (oxide-metal, oxide-water) is not clarified. The tritium permeation through pure iron, which was coated with its oxide, into water has been studied. Although some characteristics of tritium permeation through the oxide were found, the permeation mechanism through the oxide has not been clarified yet. The tritium distribution in the oxide can give us useful information of tritium behavior in the oxide / oxide-interface and help to understand the mechanism of tritium permeation through the oxide. In the present study, tritium distribution in the iron oxide is observed with tritium micro autoradiography.