低酸素の気相におけるラジオリシスが液相中の腐食環境に及ぼす影響

Effects of the low-oxygen gas-phase radiolysis on the corrosive environment in the liquid phase

端 邦樹 ; 木村 敦*; 田口 光正*; 佐藤 智徳  ; 加藤 千明   ; 渡邉 豊*

Hata, Kuniki; Kimura, Atsushi*; Taguchi, Mitsumasa*; Sato, Tomonori; Kato, Chiaki; Watanabe, Yutaka*

気液共存試料中の鉄鋼材料の照射下腐食環境における気相のラジオリシスの影響について調べるため、気液比や気相中の酸素濃度を変化させた条件の気液二相系試料へのガンマ線照射実験を行い、照射後の放射線分解生成物等の生成量の測定を行った。照射後の試料溶液には過酸化水素や硝酸イオン,亜硝酸イオンの生成が見られた。硝酸イオン,亜硝酸イオンの生成量は気相の比率が大きい気液比条件で酸素濃度が高い場合に多くなり、気相における酸素と窒素が関与する反応が硝酸生成の主要因であると考えられた。試料の一部を鉛で遮蔽することで液相の吸収線量を気相の吸収線量の1/100倍に抑え、気相のラジオリシス影響を相対的に大きくした状態で、液相のラジオリシス現象を観察した。液相のラジオリシスが気相を考慮しない通常の水のラジオリシスと同様の傾向を示したことから、気相の放射線影響を100倍に高めた今回の体系において、気相ラジオリシス由来の硝酸イオン,亜硝酸イオンが液相のラジオリシスに与える影響は限定的であることが示された。

Gamma-radiolysis experiments with gas-liquid coexistent samples were carried out to investigate effects of gas-phase radiolysis on corrosive environment for materials in solutions under irradiation. After gamma-ray irradiation, hydrogen peroxide, nitrate ion, nitrite ion were detected in the liquid phase. The production yields of nitrate ion and nitrite ion increased with increasing gas-phase volume and oxygen concentration. This result indicated that chemical reactions including oxygen and nitrogen in the gas phase were required for the production of nitrate ion and nitrite ion. To magnify the effects of gas-phase radiolysis in the gas-liquid coexistent samples, absorption dose rate in the liquid phase was reduced by one-hundredth using lead shield. The concentration of hydrogen peroxide and the pH in the shielded liquid phase were similar to those in the irradiated pure water, which did not contact with gas phase. This result indicated that the effects of nitrate ion and nitrite ion dissolved in the liquid phase on water radiolysis were not important in the current experimental system, in which the effects of gas-phase radiolysis were increased by 100-times.