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複雑な実環境をシミュレートしたデータ取得にもとづく腐食要因の解明; 海洋環境と原子力施設を例として

Estimation of corrosion mechanisms from the data obtained by the reproduced experiments considering the actual environments; Maritime structures and nuclear facilities

山本 正弘

Yamamoto, Masahiro

腐食現象の発生メカニズムを明らかにするために、実験室的に実環境での腐食を再現するシミュレーション試験法を検討してきた。本稿では、海洋環境と原子力施設を例にこの手法に関して紹介する。海洋での腐食については、干満帯直下で見られる腐食極大に着目した。実環境を再現する試験を実施した結果、この領域では干潮時には、干満帯部をカソードとして腐食が進行し、満潮時には海中部深くをカソードとした腐食が進行し、長期間アノードが固定する現象が観察された。これは、アノード溶解が継続することで環境が変化して、腐食し続ける、いわゆる、「とけぐせ」と呼ばれる腐食現象と考えられる。原子力施設については、高い放射線環境での腐食解析や電気化学測定が可能な装置を駆使してきた。一例は、核燃料再処理施設でのNpの混入による腐食加速現象が、Np$$^{6+}$$がステンレス鋼表面で還元され腐食が進行し、還元されたNp$$^{5+}$$がバルク溶液中に再酸化されるため、微量のNp混入でも腐食が加速されることを示した。また、軽水炉内での放射線環境で生成する過酸化水素の影響についても評価する手法に関しても紹介した。

The laboratory simulation tests which could be reproduced the corrosion reactions propagating in the actual environments were utilized to analyze the mechanism of corrosion phenomena. In this report, some results are introduced in the cases of maritime structures and nuclear facilities. Experimental apparatus was originally designed to obtain the data in high radioactive condition simulating actual plants. One is a result showing the effect of Np ion to the corrosion of stainless steel in nuclear fuel reprocessing plant. Corrosion mechanism was revealed that Np$$^{6+}$$ ion is reduced to Np$$^{5+}$$ ion by a corrosion reaction of stainless steel and then re-oxidized to Np$$^{6+}$$ ion in the bulk solution. And repetition of this cycle accelerated corrosion of stainless steel by a little amounts of Np addition in nitric acid solution. Another result is introduced that an effect of H$$_{2}$$O$$_{2}$$ created by radiolysis of cooling water at high radioactive environment in light water reactor.

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