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大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義
Materials Transactions, 62(6), p.763 - 769, 2021/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)本研究では、低合金鋼上に気液交番環境下で形成された鉄さび層を、断面観察および分析により調査し、気液交番環境下での低合金鋼の腐食加速機構を明らかにした。断面観察および分析より、赤さび層(FeOOH),クラスト層(Fe
O
),内部結晶(FeO)、および内部鉄さび層からなる多層の鉄さび層が低合金鋼上に形成されたことがわかった。この多層鉄さび層が酸素の還元反応を加速したことにより、低合金鋼の腐食速度が加速されたと考えられる。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義; 加藤 千明
材料と環境, 69(9), p.246 - 252, 2020/09
本研究では、気液交番環境における炭素鋼の腐食速度に及ぼす人工海水濃度の影響を調査し、更に人工海水濃度により異なる炭素鋼の腐食機構を明らかにすることを目的とした。その結果より、純水から200倍希釈人工海水までの薄い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は加速し、20倍希釈から無希釈人工海水までの濃い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は減少することを見出した。濃度の高い人工海水中で炭素鋼の腐食が抑制された理由は、腐食による表面近傍のpH増大に伴い人工海水中のMgやCaイオンが反応界面に析出して表面を覆うことで、酸素還元反応が抑制されたためであると考えられる。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義
材料と環境, 68(8), p.205 - 211, 2019/08
本研究では、気相と液相を繰り返す環境で低合金鋼の表面に形成する鉄さび層を断面観察および分析により解析し、気相と液相を繰り返す環境における低合金鋼の腐食加速機構を解明することを目的とした。結果より、気液交番環境で低合金鋼には外側から赤さび層(
-FeOOH), クラスト層(FeO), 内部結晶(FeO), 内部鉄さび層から成る多層の鉄さび層が形成することを見出した。鉄さび層は低合金鋼が水膜環境下に暴露されることで形成し、その構造に起因してカソード反応は常時水中に浸漬された場合よりも加速された状態を維持していたため、低合金鋼の腐食速度は増大したと考えられる。
C level structure by -ray spectroscopy細見 健二; Ma, Y.*; 味村 周平*; 青木 香苗*; 大樂 誠司*; Fu, Y.*; 藤岡 宏之*; 二ツ川 健太*; 井元 済*; 垣口 豊*; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2015(8), p.081D01_1 - 081D01_8, 2015/08
被引用回数：14 パーセンタイル：66.59(Physics, Multidisciplinary)線分光によってCハイパー核のレベル構造を精密に測定した。ゲルマニウム検出器群Hyperball2を用いて、
C
反応からの4本の線遷移を同定することに成功した。基底状態スピン二重項
のエネルギー間隔は直接遷移
線により、
(stat)
(syst)keVと測定された。また、励起準位である
と
について、それぞれ、
, keVと
, keVと励起エネルギーを決定した。これらの測定されたCの励起エネルギーは反応分光による
ハイパー核の実験研究において決定的な基準となる。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義
no journal, ,
既報では福島第一原子力発電所の格納容器内部を模擬した気液交番環境で炭素鋼の腐食速度は常時水中の場合より3倍以上速いことを明らかにした。本発表では、気液交番環境中で鋼材表面に形成させた鉄さび層の構造を断面観察および分析により解析し、気液交番環境における鋼の腐食加速機構について報告する。浸漬試験後の試験片断面写真より、鉄さびの厚さは約500um以上で、最外層に光顕では橙色のさび層が、その下部には密なさび層が確認できる。顕微ラマン分光分析より、外側の橙色の層は-FeOOHで、密な層はFeOであることがわかった。すなわち、鉄さび層の最外部では最初に-FeOOHが形成し、その後FeOへのカソード還元が生じたと考えられる。素地Fe/鉄さび界面では局部的な腐食が生じており、その界面付近にはClの濃縮が確認された。すなわち、さび層下部では塩化物イオンの濃縮により、再不動態化が阻害されて鉄のアノード溶解反応が促進されたと考えられる。以上より、気液交番環境では鉄さび層上部でカソード反応が下部ではアノード反応が促進されることで電気化学反応が相乗的に加速され、腐食速度は全浸漬回転の条件より速くなったと推察する。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義; 山本 正弘
no journal, ,
福島第一原子力発電所の格納容器内部を模擬した気中と水中へ交互に暴露される環境(気液交番環境)で炭素鋼の腐食は溶液中に比べて3倍以上加速されることが分かっているが、これまでの研究で腐食が加速する機構は明らかになっていない。本研究では気液交番環境で炭素鋼に形成した鉄さび層の断面観察および分析により、気液交番環境で炭素鋼の腐食が加速する理由は常に溶存酸素(DO)濃度の高い場所でカソード反応が生じ続ける構造の鉄さび層が形成するためであると考えられることを見出した。
塚田 隆; 大谷 恭平; 寺門 宙*; 江幡 功栄*; 上野 文義
no journal, ,
既報(日本原子力学会2016/2017年春の年会)では炭素鋼試験片の腐食速度を回転型腐食試験法により調べ、大気中室温において希釈海水中と気中を出入りする気液交番環境条件では常時水中で回転させた場合に比べ腐食速度が3
5倍程度に増大することを示した。本研究では、浸漬溶液を純水から海水相当濃度の溶液まで変えて500時間までの腐食試験を実施し腐食挙動に与える溶液濃度の影響を検討した。その結果、200倍希釈海水相当の溶液中で腐食加速は最大となることが明らかになった。本報では実施した回転型腐食試験法の詳細と利点についても述べる。
大谷 恭平; 塚田 隆; 寺門 宙*; 江幡 功栄*; 上野 文義
no journal, ,
1F PCV内部のロボットによる調査の結果、PCV内壁の炭素鋼の一部は気中と液中が交互に浸漬する環境にあることが明らかになった。先行研究より、乾湿繰り返し環境下において鋼の腐食は加速されることが報告されており、気液交番環境下のPCV内壁部の腐食が加速していることが予想される。しかし、これまでに気液交番環境における鋼の腐食研究は実施されていない。本研究では、炭素鋼が水中と気中を交互に出入りする回転型腐食試験装置を新たに構築し、気液交番環境を模擬した環境での腐食試験を実施した。試験前後の鋼材試験片の質量変化測定より、気液交番環境における鋼の腐食速度は常に水中に浸漬された場合より3倍以上早いことがわかった。回転試験における鋼材が気中に出ている期間は、鋼材表面は完全に乾燥せず薄い水膜が形成している状態にあることを確認した。鋼材は薄い水膜環境におかれることによって気中から鋼材表面への酸素の物質移動量が増大するため、水中に比べると表面に多量の酸素が供給されて酸素還元反応が加速されると報告されている。すなわち、気液交番環境における鋼材は気中に出ている期間の水膜の影響によって酸素還元反応が促進されて、腐食速度が増大したと考えられる。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義; 加藤 千明
no journal, ,
既報では福島第一原子力発電所の格納容器内部を模擬した大気と液中に交互に曝露する気液交番環境で炭素鋼の腐食試験を行い、交番曝露により鋼の腐食速度が加速することを報告した。本発表では、気液交番環境における鋼の腐食挙動におよぼす人工海水濃度の影響について調査した。腐食速度の測定より、気液交番環境における炭素鋼の腐食速度は希釈倍率200倍のときに最大となることを見出した。更に、腐食後の鋼に形成した鉄さび層の断面分析より、人工海水中の金属カチオンの析出により炭素鋼の腐食速度が低下することを明らかにした。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義; 加藤 千明
no journal, ,
これまでに炭素鋼試験片を大気と液中に交互に曝露する気液交番環境で腐食試験を行い、気液交番環境において鋼の腐食速度が加速することを報告した。本発表では、気液交番環境における鋼の腐食速度に及ぼす気中酸素濃度の影響について検討した。腐食試験を500時間実施した後の炭素鋼の質量変化から計算した腐食速度と気中酸素濃度の関係を調査した結果、気液交番環境における炭素鋼の腐食速度は気中の酸素濃度の増加に伴って線形に増加せず、低濃度域(0-5%)における傾きは高濃度域(5-20.8%)よりも大きいことがわかる。このことは、今後予定されているデブリ取り出し作業において格納容器内に僅かでも酸素が導入されると、PCV内面の気水界面付近等では酸素濃度の増加割合以上に腐食速度が加速される可能性を示唆している。
