炭素鋼の放射線環境下での腐食に及ぼす酸化剤の影響

Effect of oxidants on corrosion of carbon steel under irradiation conditions

佐藤 智徳  ; 小松 篤史 ; 中野 純一*; 山本 正弘*

Sato, Tomonori; Komatsu, Atsushi; Nakano, Junichi*; Yamamoto, Masahiro*

福島第一原子力発電所(1F)の原子炉格納容器(PCV)は、事故後、放射線照射下で海水成分を含むような腐食環境にさらされることになった。このような環境では、溶存酸素のほかに、水の放射線分解(ラジオリシス)により過酸化水素が生成される。過酸化水素の生成量はラジオリシス解析により推測可能である。ガンマ線照射環境下での炭素鋼の腐食試験が実施された。その結果より、PCVで実施されているN2パージはガンマ線照射下での炭素鋼腐食の抑制にも効果的であることが確認された。また、実験結果をラジオリシス解析をもとに整理した。その結果、ガンマ線照射下での炭素鋼の腐食は、非照射下での酸素、過酸化水素の共存環境下での炭素鋼の腐食と同様に、酸素と過酸化水素の各拡散限界電流の和で決定されることが確認された。

The Primary Containment Vessel (PCV) in Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants (1F) have been exposed to a corrosive environment containing seawater components under irradiation condition. In such conditions, the hydrogen peroxide (HO) is generated by water radiolysis as an oxidant in addition to dissolved oxygen. The HO concentration is able to be estimated by radiolysis calculations. The corrosion tests under gamma-ray irradiation was performed. As the results, it was confirmed that the N gas purging performed in the PCV is effective in inhibiting the corrosion of carbon steel under irradiation conditions. The weight loss of carbon steel obtained in the corrosion test under gamma-ray irradiations, are evaluated using calculated O and HO concentrations obtained by radiolysis calculations. As a results, it is confirmed that the corrosion rate of carbon steel under irradiation is determined by the sum of diffusion limiting currents of O and HO as well as that of carbon steel in the O and HO coexistent conditions under non-irradiation.