Corrosion behavior of SUS316L in nitric acid solution containing seawater components; Effect of metal ions in high active liquid waste

海水成分を含む硝酸溶液におけるSUS316Lの腐食挙動; 高レベル放射性廃液中の金属イオンの影響

安倍 弘 ; 西塚 雄介*; 佐野 雄一   ; 内田 直樹; 飯嶋 静香

Ambai, Hiromu; Nishizuka, Yusuke*; Sano, Yuichi; Uchida, Naoki; Iijima, Shizuka

福島第一原子力発電所の事故において、使用済燃料プールに冷却水として多量の海水が投入された。当該燃料を再処理する場合には、再処理工程で使用される硝酸溶液に海水成分が混入することが予想される。本研究では、高放射性廃液(HAW)におけるSUS316Lステンレス鋼の腐食に対する海水成分の影響を評価した。人工海水(ASW)と模擬HAW溶液の混合溶液を調製し、材料浸漬試験と電気化学試験による腐食評価を行った。ASWを含む硝酸溶液(HAW中の金属イオンを含まない)においては、孔食もしくは全面腐食が観察された。一方、ASWを含むHAW溶液においては、Ruが腐食電位を過不働態まで貴化することによって、粒界腐食が生じた。ASWの濃度の増加に伴い、腐食速度は低下し、粒界腐食は抑制された。

During the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, a large volume of seawater was injected as coolant into the storage pool for spent nuclear fuel. If this fuel is reprocessed, some components of seawater will be mixed with the nitric acid used during spent fuel reprocessing. In this study, we investigated the effect of seawater components in high activity liquid waste (HAW) on the corrosion behavior of SUS316L stainless steel. The immersion and electrochemical tests were conducted using a solution containing artificial seawater (ASW) and surrogate HAW. In the nitric acid solution containing only ASW (without any metal ions in the HAW), pitting and / or uniform corrosion were observed. Intergranular corrosion was observed in the solution containing ASW and HAW with added metal ions, wherein Ru increased the corrosion potential to the transpassive region. An increase in amount of ASW led to decreased corrosion rates and the suppression of intergranular corrosion.