検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Radiolysis of mixed solutions of Cl$$^{-}$$ and Br$$^{-}$$ and its effect on corrosion of a low-alloy steel

塩化物イオン,臭化物イオンを含む混合水溶液の放射線分解及び低合金鋼の腐食への影響

端 邦樹; 井上 博之*; 小嶋 崇夫*; 笠原 茂樹; 塙 悟史; 上野 文義; 塚田 隆; 岩瀬 彰宏*

Hata, Kuniki; Inoue, Hiroyuki*; Kojima, Takao*; Kasahara, Shigeki; Hanawa, Satoshi; Ueno, Fumiyoshi; Tsukada, Takashi; Iwase, Akihiro*

NaClとNaBrの混合水溶液についてラジオリシス計算を実施し、過酸化水素生成量についてこれまでの$$gamma$$線照射実験結果との比較を行った。計算結果は実験結果をほぼ再現したが、高純度NaCl水溶液に対しては酸性条件で過小評価される傾向にあった。各化学反応に対する感度解析を実施したところ、塩化物イオン(Cl$$^{-}$$)とOHラジカル($$^{.}$$OH)との反応の初期の3反応(Cl$$^{-}$$ + $$^{.}$$OH $$rightarrow$$ ClOH$$^{.-}$$、ClOH$$^{.-}$$ $$rightarrow$$ Cl$$^{-}$$ + $$^{.}$$OH、ClOH$$^{.-}$$ + H$$^{+}$$ $$rightarrow$$ Cl$$^{.}$$ + H$$_{2}$$O)の速度定数の変化によって過酸化水素量は大きく変化した。本結果はこれらの化学反応の速度定数の正確な評価が海水のようなNaClを含む水溶液のラジオリシス計算の信頼性向上に重要であることを示している。さらに低合金鋼SQV2Aを用いた$$gamma$$線照射下浸漬試験も実施し、NaClやNaBrが鋼材の照射下腐食に与える影響について調べた。基本的には腐食速度の変化は過酸化水素発生量の変化に追随したが、アルカリ性条件ではpH11付近で腐食速度が極大値をとり、12以上では高い過酸化水素濃度であるのに腐食がほとんど進行しなくなった。これは不働態皮膜が形成しているためであると考えられた。

A model simulation of $$gamma$$ radiolysis of mixed solutions of NaCl and NaBr was carried out. The simulation result agreed well with the experimental result, and Br$$^{-}$$ played an important role in determining the amounts of products from water radiolysis. The simulation result also showed that, in highly pure NaCl solutions, the steady-state concentration of a radolytic product, H$$_{2}$$O$$_{2}$$, was mainly controlled by three reactions (Cl$$^{-}$$ + $$^{.}$$OH $$rightarrow$$ ClOH$$^{.-}$$, ClOH$$^{.-}$$ $$rightarrow$$ Cl$$^{-}$$ + $$^{.}$$OH, and ClOH$$^{.-}$$ + H$$^{+}$$ $$rightarrow$$ Cl$$^{.}$$ + H$$_{2}$$O), which indicated that accurate evaluation of the rate constants of these reactions was very important in improving the radiolysis simulation of solutions containing Cl$$^{-}$$. An immersion test using a low-alloy steel, SQV2A, in the mixed solutions was also carried out under irradiation. The corrosion rate increased or decreased depending on the pH or the concentrations of the halide ions in a similar way to the change in concentration of H$$_{2}$$O$$_{2}$$ produced from water radiolysis, which is affected by the presence of Cl$$^{-}$$ and Br$$^{-}$$. However, at high pH values ($$>$$12), the corrosion rate was almost zero even though the concentration of H$$_{2}$$O$$_{2}$$ was high. This could be attributed to enhancement of the passivity of test specimens at higher pH values.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.