TaのNaOH水溶液中における腐食挙動の時間依存性

Time dependence on corrosion behavior of Ta in NaOH solutions

石島 暖大 ; 上野 文義  ; 阿部 仁 

Ishijima, Yasuhiro; Ueno, Fumiyoshi; Abe, Hitoshi

使用済核燃料再処理施設では、異種金属の機器を接続するためステンレス/タンタル(Ta)/ジルコニウム(Zr)の異材接合継ぎ手が使われている。これらの材料の内、TaはNaOH水溶液中において腐食することが報告されているが、一方でTaのその様な環境における腐食挙動の時間依存性を検討した例は少ない。そこで本研究では、室温の異なる濃度のNaOH水溶液中にて浸漬腐食試験および電気化学測定を実施し、腐食挙動の時間変化を検討した。その結果、6mol/LのNaOH水溶液中では腐食速度が時間とともに減少することが示された。また、この挙動は電気化学測定結果より浸漬中にTa表面に皮膜が生成・成長したことが原因である事が示唆された。さらに、浸漬試験後の皮膜表面組織をラマン分光法により解析した結果、Ta表面に生成した皮膜はNaTaO・24.5HOであることを明らかにした。以上の結果は、TaのNaOH水溶液中における腐食速度の減少は、浸漬中に生成するNaTaO・24.5HO沈殿皮膜がTaの溶出を抑制することが原因であることを示していると考えられる。

In spent nuclear fuel reprocessing plant, Zr/Ta dissimilar metal joint is used for connect between different devices. And it is known that Ta corrodes in NaOH solutions. The other hand, it is not clear that the time dependency on corrosion behavior of Ta in NaOH solutions. This study aims to elucidate the effect on time dependency for corrosion behavior of Ta in NaOH solutions. Immersion tests and electrochemical measurements were carried out in NaOH solutions. Immersion test results show that corrosion rate in 6mol/L NaOH was decreased with time. And electrochemical measurement results suggested that the decrease of corrosion rate was caused by corrosion product film generation on the surface of Ta. The corrosion product was determined as NaTaO 24.5HO by Raman spectroscopy. From these results, it is considered that the decrease of corrosion rate was caused by the NaTaO 24.5HO film suppress the Ta dissolution.