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Effect of chloride ion on corrosion behavior of SUS316L-grade stainless steel in nitric acid solutions containing seawater components under $$gamma$$-ray irradiation

$$gamma$$線照射環境における海水成分を含む硝酸溶液中でのSUS316Lの腐食挙動に及ぼす塩化物イオンの影響

佐野 雄一   ; 安倍 弘 ; 竹内 正行 ; 飯嶋 静香; 内田 直樹

Sano, Yuichi; Ambai, Hiromu; Takeuchi, Masayuki; Iijima, Shizuka; Uchida, Naoki

福島第一原子力発電所事故に関連し、再処理に用いられる機器の代表的な材料であるSUS316Lについて、海水成分を含むHNO$$_{3}$$溶液中の腐食挙動に及ぼす塩化物イオンの影響を、$$gamma$$線照射条件下を含め、調査した。HNO$$_{3}$$と人工海水(ASW)の混合物を用いて電気化学試験及び浸漬試験を実施し、高濃度のASWを含むHNO$$_{3}$$溶液では、カソード電流密度が増加し、均一な腐食が進行することを確認した。これは、HNO$$_{3}$$とCl$$^{-}$$イオンとの反応で生成されるCl$$_{2}$$やNOCl等の強い酸化剤によって引き起こされたものと考えられる。腐食速度は、HNO$$_{3}$$濃度が低い条件では浸漬時間とともに減少し、高い条件では増加した。$$gamma$$線照射条件下では、上記酸化剤と放射線分解により生成したHNO$$_{2}$$との反応によるカソード反応の抑制により腐食速度が低下した。

Concerning the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, we investigated the effect of chloride ion on the corrosion behavior of SUS316L stainless steel, which is a typical material for the equipment used in reprocessing, in HNO$$_{3}$$ solution containing seawater components, including under the $$gamma$$-ray irradiation condition. Electrochemical and immersion tests were carried out using a mixture of HNO$$_{3}$$ and artificial seawater (ASW). In the HNO$$_{3}$$ solution containing high amounts of ASW, the cathodic current densities increased and uniform corrosion progressed. This might be caused by strong oxidants, such as Cl$$_{2}$$ and NOCl, generated in the reaction between HNO$$_{3}$$ and Cl$$^{-}$$ ions. The corrosion rate decreased with the immersion time at low concentrations of HNO$$_{3}$$, while it increased at high concentrations. Under the $$gamma$$-ray irradiation condition, the corrosion rate decreased due to the suppression of the cathodic reactions by the reaction between the above oxidants and HNO$$_{2}$$ generated by radiolysis.

発表言語

 :

English

掲載資料名

 :

Journal of Nuclear Materials

巻

 :

493

号

 :

ページ数

 :

p.200 - 206

発行年月

 :

2017/09

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

reprocessing; nitric acid; chloride ion; stainless steel; seawater; corrosion; $$gamma$$-ray irradiation; Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Accident; 福島第一原子力発電所事故

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2017.06.017

研究データの公開先DOI

 :

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使用施設

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広報プレスリリース

 :

論文解説記事
(成果普及情報誌)

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受委託・共同研究相手機関

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Access

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InCites™

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パーセンタイル：60.81

分野：Materials Science, Multidisciplinary

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