SUS304ステンレス鋼の不動態化挙動に及ぼすトリチウムの影響

Effect of tritium on passivatio behavior of SUS304 stainless steel

小柳津 誠; 磯部 兼嗣; 山西 敏彦

Oyaizu, Makoto; Isobe, Kanetsugu; Yamanishi, Toshihiko

さまざまな箇所で生じるさまざまな濃度のトリチウム水との材料との相互作用の解明は、BAのタスク、「トリチウム耐久性」において、非常に重要な課題の一つと位置づけられる。トリチウム水中では、種々の放射線分解生成物が形成し、配管・保管容器等の物理的閉じ込め材料と相互作用することが予想できる。トリチウム水による特異的な腐食挙動、特に腐食促進が懸念されるため、その現象の解明は放射線防護の観点から非常に重要である。そのため、金属材料の腐食挙動に及ぼすトリチウムの影響を明らかにする必要がある。そこで、本研究においては、電気化学的手法であるアノード分極曲線測定やターフェル外挿法を用いた腐食速度の測定、開放電位の経時変化測定を行い、SUS304ステンレス鋼の不動態化挙動へのトリチウムの影響を調べた。その結果、(1)トリチウム水はステンレス鋼の自己不動態化阻害効果を持つこと、(2)自己不動態化が阻害されることにより腐食速度が劇的に増加すること、そして(3)トリチウムと溶存酸素が共存する条件下で自己不動態化阻害効果以外の腐食を促進させる機構の存在が示唆された。

It was expected that tritium and/or its radiolysis products would affect the corrosion behavior of materials. Therefore, the effects of tritium on corrosion behavior of SUS304 stainless steel was studied by electrochemical techniques of the anodic polarization measurements, the catholic polarization measurements for Tafel polarization method, and the open circuit potential measurements. As the results, the passivation was inhibited by tritium, and this effect became more significant and intensive as tritium concentration increased. The corrosion rate was soundly increased by this effect. Additionally, the corrosion rate was also increased as tritium concentration increased when dissolved oxygen existed. From these result, it was considered that the passivation inhibitory effect by tritium would be proceeded by highly oxidative radiolysis products such as hydroxyl radical, which could oxidize the precursor(s) and/or constituents of passive layer not to be passivated.