Stainless steels corrosion modelling in nitric acid in presence of oxidizing ions

酸化性イオンの存在する硝酸水溶液中のステンレス鋼の腐食モデル

Delgado, S.*; Giganon, A.*; 入澤 恵理子 ; 五十嵐 誉廣  ; 加藤 千明   

Delgado, S.*; Giganon, A.*; Irisawa, Eriko; Igarashi, Takahiro; Kato, Chiaki

核燃料再処理プラントの長期健全性確保には、特に硝酸や酸化性イオンと接触するステンレス鋼(SS)の腐食を効果的に予測・管理することが重要である、腐食プロセスは、硝酸種との酸化還元反応によって決定される硝酸中の酸化性イオンの安定性と、これらのイオンとSSとの直接的な腐食反応という2つの主要因の影響を受ける。Np(VI)/Np(V)、Pu(VI)/Pu(IV)など、さまざまな酸化性イオンのペアを用いた実験とシミュレーションのデータを用いて、これらの要因を組み込んだ腐食モデルを開発した。これらのシミュレーションにより、酸化還元反応と腐食速度が原子力プラントに与える影響が明らかになった。

The sustainability of nuclear fuel reprocessing plants hinges on effectively predicting and managing corrosion, particularly of stainless steels (SS) in contact with nitric acid and oxidizing ions. The corrosion process is influenced by two main factors: the stability of oxidizing ions in nitric acid, determined by their redox reactions with nitric species, and the direct corrosion reactions of these ions with SS. A corrosion model incorporating these factors has been developed, using data from experiments and simulations with various oxidizing pairs like Np(VI)/Np(V), Pu(VI)/Pu(IV), and others. These simulations highlight how redox reaction kinetics and corrosion rates impact the degradation of SS in nuclear plants.