TaのNaOH水溶液中における腐食挙動の時間依存性

Time dependence of corrosion behavior on Ta in NaOH solutions

石島 暖大 ; 上野 文義  ; 阿部 仁 

Ishijima, Yasuhiro; Ueno, Fumiyoshi; Abe, Hitoshi

核燃料再処理機器に使用されているタンタルについて、除染作業での使用が想定される水酸化ナトリウム溶液における腐食挙動の時間依存性を浸漬腐食試験により調査し、経時変化の機構について表面観察および電気化学測定結果から検討した。浸漬腐食試験についてNaOH濃度は1から7mol/L、浸漬時間はそれぞれ、24から168hrとし、室温で行った。腐食速度はNaOH濃度とともに増加するが、浸漬時間によりピークを示しその後減少した。ピークまでの時間はNaOH濃度が高いほど短時間であった。浸漬腐食試験後に洗浄・秤量を行った試料表面のSEMおよびラマン分析では皮膜の生成はみられなかった。一方、分極抵抗は浸漬直後から減少した後に一定値あるいは増加を示した。分極抵抗の経時変化は腐食速度の変化と同じ挙動を示し、また分極抵抗の値は皮膜抵抗と電荷移動抵抗の和とおおよそ一致することから、腐食速度の経時変化は浸漬による皮膜生成に影響を受けることが示唆された。皮膜は主としてTaの溶解により生成するNaTaOであると考えられた。

The time dependence of corrosion behavior on tantalum used in nuclear fuel reprocessing equipment in sodium hydroxide solution was investigated by immersion corrosion tests, and the mechanism of aging change was discussed from surface observations and electrochemical measurements. The immersion tests were carried out at room temperature with NaOH concentrations ranging from 1 to 7 mol/L and immersion times ranging from 24 to 168 hr, respectively. The corrosion rate increased with NaOH concentration, but peaked with immersion time and then decreased. The time to peak of corrosion rate was shorter with higher NaOH concentration. The SEM observations and Raman analysis at the surface of the specimens that were cleaned and weighed after the immersion test did not show any film formation. On the other hand, the polarization resistance showed a constant value or an increase after a decrease immediately after immersion. It is suggested that the change in corrosion rate is affected by the formation of film by immersion, since the value of polarization resistance is almost the same as the sum of film resistance and charge transfer resistance. The film was considered to be mainly NaTaO formed by the dissolution of Ta.