Surface analyses of cesium hydroxide chemisorbed onto type 304 stainless steel

304ステンレス鋼に化学吸着された水酸化セシウムの表面分析

Di Lemma, F. G.; 中島 邦久  ; 山下 真一郎   ; 逢坂 正彦  

Di Lemma, F. G.; Nakajima, Kunihisa; Yamashita, Shinichiro; Osaka, Masahiko

軽水炉のシビアアクシデント(SA)において、原子炉内での核分裂生成物の付着挙動に影響するので化学吸着挙動は非常に重要である。この化学吸着物の分布、組成、そして特性に関する知見は、SA後の原子炉廃炉作業に影響すると考えられ、福島第一原子力発電所の廃止措置にも資することができる。さらにこのような知見は、SAコードに使用される化学吸着モデル改良に役立ち、ソースターム評価の高度化につながる。本論文では、原子炉構造材の模擬として用いた304ステンレス鋼試料(SS)に対するCsOHの化学吸着実験から得られた成果を報告する。すなわち、CsOHはSS表面に吸収され、不純物として存在するケイ素(Si)と優先的に反応し、新しく見つかったCsFeSiOのようなこれまでに報告されていない化合物を生成することがわかった。本結果から、構造材に含まれるSi濃度がSA後の原子炉圧力容器内に付着する放射性Cs量に影響を与える可能性が示された。

Chemisorption is of main importance during a Severe Accident (SA) at a light water reactor, as it can influence fission products retention in the reactor vessel. Information on the distribution, composition and properties of such deposits can influence the decommissioning practice after a SA. Moreover such information can enhance the description of the chemisorption models applied in SA codes, consequently improving the source term assessment. This paper will present the results obtained from CsOH chemisorption experiments onto type 304 stainless steel samples, used as simulants of reactor structural materials. The samples post-analyses showed that CsOH will absorb onto the surface, reacting preferentially with Si impurities and forming a newly detected compound, CsFeSiO. From our results, it can be inferred that Si content in structural materials can determine the amount of radioactive Cs deposited onto the reactor vessel after a SA.