Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
濱 克宏; 谷口 直樹; 本田 明
JNC TN7430 2000-002, 25 Pages, 2001/01
JNC-TN7430-2000-002.pdf:3.32MB
地下水中に金属材料が存在する場合の,地質環境への影響と金属材料の耐久性を評価する目的で,東濃鉱山坑内の花崗岩岩盤中において,非加熱条件での10年間の浸漬試験を実施した。平板状(30
302tmm)の金属試験片(軟鋼および工業用純チタン)を有孔の容器に入れ地下水に浸漬させた。本報告書では,金属材料の耐久性を調査するために,所定の期間後に回収した試験片の外観観察,軟鋼試験片についてはその重量変化の測定,各種方法による腐食形態および腐食生成物の観察・分析の結果を示す。主な結果は以下のとおりである。(1)軟鋼試験片の重量減少量から,10年間の平均腐食速度は4.3610-3mm/yと求められた。(2)軟鋼試験片の腐食生成物は,緻密な皮膜状の物質の上に,多孔質な物質が堆積している形態であった。皮膜状の物質はマグネタイト等の2価の鉄を含む鉄酸化物,多孔質な物質はゲーサイトなどの3価の鉄を含む鉄酸化物でそれぞれ構成されることが分かった。(3)チタン試験片は試験開始時の研磨痕が保持されており,局部腐食等の発生は観察されなかった。
谷口 直樹; 本田 明; 川崎 学*; 舛形 剛*
JNC TN8400 2001-001, 56 Pages, 2000/12
JNC-TN8400-2001-001.pdf:2.05MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分における炭素鋼オーバーパックの腐食寿命を評価するうえで、堆積する腐食生成物による腐食への影響を明らかにする必要がある。特に、マグネタイトを模擬腐食生成物として与えると、腐食が加速されるという報告があり、その影響を把握することが重要である。そこで、腐食生成物としてのマグネタイトが炭素鋼オーバーパックの腐食に及ぼす影響を評価することを目的としてマグネタイト共存下での腐食加速再現試験および腐食加速機構の解明のための試験を実施した。その結果、以下のことが確認された。(1)粉末のマグネタイトは炭素鋼の腐食を加速する作用を有する。その主要因はマグネタイト中の3価鉄の2価への還元反応であるが、水素発生反応もある程度加速される。マグネタイト共存下での炭素鋼の浸漬試験では、腐食反応に占める水素ガス発生反応の寄与は30%程度であった。(2)炭素鋼の腐食によって生じたマグネタイトを含む腐食生成物層は炭素鋼の腐食をむしろ抑制する。また、マグネタイトによる腐食の促進を仮定し、実験結果に基づいて1000年間の腐食深さを見積もった。その結果、マグネタイトに起因する腐食深さの増加は1mmにすぎず、これを加えてもトータルの腐食深さは約33mmであり、第2次取りまとめにおいて設定されている炭素鋼オーバーパックの腐食しろの40mmを超えないことがわかった。よって、オーバーパック寿命へのマグネタイトによる腐食加速の影響はほとんど無視できることがわかった。
明石 正恒*; 深谷 祐一*; 朝野 英一*
JNC TJ8400 2000-015, 46 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-015.pdf:2.96MB
普通鋼(SM50B), 耐侯性鋼(SMA490AW), 5%Ni鋼の研磨材表面における水素発生反応挙動は鋼種による差は確認されなかった。上記3鋼種に500
C、1000時間の水蒸気酸化処理を施し、さび層を付与した。さび層は、普通鋼では外層がヘマタイト(Fe
O
)主体、内層はマグネタイト(FeO
)主体、耐侯性鋼は外層はヘマタイト(FeO)主体、内層はCrが濃縮したマグネタイト(FeO)主体、5%Ni鋼では3層構造で外層がヘマタイト(FeO)主体、中間層はマグネタイト(FeO)でいづれもAlが低濃度で混入し、内層若干Alが濃縮した高濃度Ni主体の層であった。このさび層付与の3鋼種のカソード分極曲線は、さび層なしの研磨試験片と比べてTafel勾配は変わらないが、反応を水素発生反応と仮定した時の交換電流密度は大きく増大した。いずれの鋼種も表面がマグネタイト主体のさび層で覆われた場合は、カソード反応が加速され、その腐食反応が加速された。
明石 正恒*; 深谷 祐一*; 朝野 英一*
JNC TJ8400 2000-014, 22 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-014.pdf:0.75MB
普通鋼(SM50B)、耐侯性鋼(SMA490AW)、5%Ni鋼の研磨材表面における水素発生反応挙動は鋼種による差は確認されなかった。上記3鋼種に500
、1000時間の水蒸気酸化処理を施し、さび層を付与した。さび層は、普通鋼では外層がヘマタイト(Fe2O3)主体、内層はマグネタイト(Fe3O4)主体、耐侯性鋼は外層はヘマタイト(Fe2O3)主体、内層はCrが濃縮したマグネタイト(Fe3O4)主体、5%Ni鋼では3層構造で外層がヘマタイト(Fe2O3)主体、中間層はマグネタイト(Fe3O4)でいづれもAlが低濃度で混入し、内層若干Alが濃縮した高濃度Ni主体の層であった。このさび層付与の3鋼種のカソード分極曲線は、さび層なしの研磨試験片と比べてTafel勾配は変わらないが、反応を水素発生反応と仮定した時の交換電流密度は大きく増大した。いずれの鋼種も表面がマグネタイト主体のさび層で覆われた場合は、カソード反応が加速され、その腐食反応が加速された。
柴田 俊夫*; 瀬尾 眞浩*; 杉本 克久*; 水流 徹*; 井上 博之*
JNC TJ8400 2000-013, 38 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-013.pdf:3.25MB
これまでに核燃料サイクル開発機構(旧動燃事業団)が実施してきたオーバーパックに関する研究成果についてレビューし評価をおこなったのに引き続き、腐食防食協会の中に専門家による委員会を継続した。腐食科学の観点から、材料選定の考え方、実験方法、寿命評価手法など、より具体的な指針として役立てるべく、個別現象解析モデルの研究をおこなった。本書が、今後の研究開発の過程で利用され、オーバーパックに関する研究に役立つことを期待するものである。
遠藤 和豊*
PNC TJ1639 95-001, 63 Pages, 1995/03
本研究では、炭素鋼およびマグネタイトが模擬廃棄物ガラス固化体の侵出性に与える影響を検討するために、ガラスの表面積と液量の比(SA/V)をパラメーターとした侵出試験を行い、ガラスと鉄を脱気蒸留水中に浸漬させた。鉄試料の化学状態の変化をメスバウアー分光法および粉末X線回折法により検討した。炭素鋼と蒸留水の比(0.1g/l)として、ガラス粉末SA/V=1cm-1、90日間、およびガラス粉末SA/V=10cm-1、364日間浸漬した試料はいづれも完全に腐食変質していることが示された。炭素鋼にガラス粉末を混ぜないで蒸留水との比(10g/l)で28日間、90日間、364日間浸漬した場合では変化は観測されず、ガラス粉末の存在が腐食に寄与していることがわかった。マグネタイトを蒸留水中に浸漬した試料(10g/l)は、ガラスの相対濃度の高い条件では鉄の変質が大きいこと、その変質の度合は浸漬時間に依存していることが示される。ガラス濃度に対してマグネタイト量が少ないと変質の割合は多いことが示され、ガラスの量がマグネタイトの変質に影響を与えていることが明らかにされた。これらのことから、炭素鋼とマグネタイトではいづれも蒸留水だけでは変質は観測されないこと、ガラス粉末と接触させた場合には炭素鋼と水の比に依存して変質することが明らかになった。
not registered
PNC TJ1602 94-002, 33 Pages, 1994/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分用容器材料として炭素鋼を使用する場合を想定して、同鋼の長期耐食性を評価しうる方法を検討する。低速ではあるがとにかく進行する腐食について少なくとも1000年という長期の挙動を予測しうる合理的方法として、炭素鋼/腐食生成物/緩衝材/地下水、という系において、n年分の腐食生成物をあらかじめ与えることによりn年後の状態をつくり、
n年間の腐食試験実施によって、n
n年間の腐食挙動を調べることを考え、昨年度より評価を進めている。腐食挙動の調査において、腐食速度の情報が必要なことはいうまでもないが、広い鋼表面範囲にわたる平均値ではなく、場所毎の値、換言すれば腐食の不均一性に関する情報が不可欠である。通常の腐食系では金属試片は水溶液中に存在するのに比較して、本処分環境では金属/地下水-間に腐食生成物+ベントナイトという厚い固形層が介在する。このような系で、実時間的に腐食情報をうるために炭素鋼試片を分割する方法を採用している。二つの互いに絶縁された試片の組により、a)交流インピーダンス法による腐食速度の測定、b)両者の短絡電流による不均一性の評価、さらにc)塩橋を加えての電位、電流測定、が可能である。昨年度は上述のb)について検討した。本年度はa)およびc)について測定の可能性を検討した。
遠藤 和豊*
PNC TJ1639 94-001, 53 Pages, 1994/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に関して提案されている模擬ガラス固化体、鉄試料(炭素鋼、マグネタイト)、緩衝材などについて地中での腐食を想定した条件で化学状態の変化をメスバウアー分光法と粉末X線回折により検討した。オーバーパックについては、ガラス粉末と炭素鋼あるいはマグネタイトの混合物を一定期間浸漬させ、アルゴン雰囲気中で乾燥させ、メスバウアースペクトルを測定した。その結果マグネタイトを28日間水に浸漬した試料では変化は認められなかったが、ガラス粉末とマグネタイトを混合した試料(SA/V=10cm-1、SA/V=0.1cm-1)ではSA/V=10cm-1でFe(III)が観測された。したがってオーバーパックの原料としての炭素鋼とマグネタイトについてはSA/Vを小さくすればメスバウアースペクトルで観測するかぎり変化は見られないことが解かった。
辻川 茂男*
PNC TJ1602 93-003, 22 Pages, 1993/03
高レベル放射廃棄物の地層処分用容器材料として炭素鋼を使用する場合を想定して、同鋼の長期耐食性を評価しうる方法を検討する。低速ではあるがとにかく進行する腐食について少なくとも1,000年という長期の挙動を予測しうる合理的方法として、炭素鋼/腐食生成物/緩衝材/地下水、という系において、n年分の腐食生成物をあらかじめ与えることによりn年後の状態をつくり、n年間の腐食試験実施によって、nn年間の腐食挙動を調べることを考える。腐食挙動の調査において、腐食速度の情報が必要なことはいうまでもないが、広い鋼表面範囲にわたる平均値ではなく、場所毎の値、換言すれば腐食の不均一性に関する情報が不可欠である。通常の腐食系では金属試片は水溶液中に存在するのに比較して、本処分環境では金属/地下水-間に腐食生成物+ベントナイトという厚い固形層が介在する。このような系で、実時間的に腐食情報をうるために炭素鋼試片を分割する方法を企画した(表1)。二つの互いに絶縁された試片の組により、a)インピーダンス法による腐食速度の測定、b)両者の短絡電流による不均一性の評価、さらにc)塩橋を加えての電位、電流測定、が可能である。本年度は上述のb)、c)について測定の可能性を検討した。