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論文

Demonstration of remote fabrication for FBR MOX fuel at the PFPF

高橋 三郎; 菊野 浩; 白茂 英雄; 久芳 明慈; 安部 智之; 武田 誠一郎

Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10

日本原子力研究開発機構(原子力機構)は、1966年から現在まで40年以上にわたってMOX燃料の技術開発を行い、さまざまな経験・知見を蓄積してきた。プルトニウム燃料第三開発室(PFPF)は、それまでの第一及び第二開発室における技術開発及び運転の経験を踏まえ、1988年に世界に先駆けて遠隔自動化設備を導入し、これまで高速炉「常陽」,高速増殖炉「もんじゅ」の燃料を製造してきた。これらの燃料製造を通して、ホールドアップ問題など運転上多くの経験を積んできた。これらの経験を踏まえ、工程設備を新たに開発するとともにプロセス技術を改良してきた。その結果、製造設備の接触型保守技術を持った、遠隔自動運転によるMOX燃料製造技術がPFPFにおいて実規模レベルで実証された。

論文

The Prospective role of JAEA Nuclear Fuel Cycle Engineering Laboratories

小島 久雄; 土尻 滋; 田中 和彦; 武田 誠一郎; 野村 茂雄

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM), p.273 - 282, 2007/09

核燃料サイクル開発機構東海事業所から業務を引き継いで設立された核燃料サイクル工学研究所は、1959年にウラン精錬技術からの研究をもって事業を開始し、ウラン濃縮技術,軽水炉再処理,MOX燃料製造にかかわる技術開発を達成したほか、高レベル放射性廃棄物処分,高速増殖炉燃料再処理技術の研究開発を実施しており、その間適切な環境放出放射能の管理,核物質の管理を実施してきた。今後も、FBRからLWRへの過渡期の再処理技術開発,MOX燃料製造技術改良,先進的FBR燃料再処理技術開発,高レベル放射性廃棄物処分技術開発の各分野にかかわる研究開発により、核燃料サイクルの実現に貢献していく。

論文

「低レベル放射性廃棄物管理プログラム」と環境保全対策

山下 照雄; 米谷 雅之; 小圷 正之; 田辺 務; 宮本 泰明; 武田 誠一郎

サイクル機構技報, (16), 37- Pages, 2002/00

サイクル機構技報 第16号(平成14年9月発行予定)に、「技術報告」として「低レベル放射性廃棄物管理プログラム」及び環境保全対策に関する事項を報告する。

報告書

再処理溶液中における各種金属材料の耐食性

武田 誠一郎; 小泉 務; 永井 崇之; 竹内 正行; 加藤 利弘*; 川野邊 一則*; 藤咲 和彦*

JNC-TN8400 2002-007, 135 Pages, 2001/12

JNC-TN8400-2002-007.pdf:9.39MB

供用中における材料の寿命延長を目的として、使用済核燃料再処理用装置材料の耐食性について調査した。本内容では特に、腐食環境因子である再処理溶液の腐食活性を焦点として調査が進められた。まず、純硝酸系を対象として、R-SUS304ULC、R-SUS310Nb、Ti、Ti-5Ta、Zrに代表される装置材料の基本的な腐食挙動を調査した。その結果をふまえて、実際の再処理溶液を用いた腐食評価を実施した。試験結果の要約を以下に示す。(1)腐食に対するウラン、プルトニウムの影響に関して、高次のプルトニウムはステンレス鋼の腐食を促進することが分かり、ウランに関して腐食への影響はなかった。プルトニウムが腐食を促進する要因は腐食電位が貴側に移行することによる過不働態溶解であると考えられる。さらに、この腐食電位の移行はPuの還元反応に基づく材料表面上のカソード電流の増加が作用しているものと考えられる。(2)FP元素に関しては、高濃度のルテニウムがステンレス鋼の腐食を加速させる。他のFP元素について、腐食への影響は認められなかった。硝酸中へのルテニウムの添加によってステンレス鋼の腐食電位は貴側に移行する傾向を示しており、添加によってステンレス鋼の腐食電位は貴側に移行する傾向を示しており、この傾向はルテニウムによる材料表面でのカソード反応の促進が影響しているものと考えられる。(3)Ti、Ti-5Ta、Zrはプルトニウムおよびルテニウムの存在に関係なく、良好な耐食性を示した。特に、Ti、Ti-5Taは逆にそれら元素の共存によって、耐食性の向上が認められた。この点については、酸化剤として作用するプルトニウムおよびルテニウムによって、材料表面における酸化皮膜の化学的安定性が改善されるためと考えられる。(4)使用済核燃料溶解液中におけるステンレス鋼の腐食速度は純硝酸中よりも大きく、Ti、Ti-5Taは逆に純硝酸中の腐食速度が大きい。Zrについては、純硝酸、使用済核燃料溶解液間の腐食速度の違いは認められず、優れた耐食性を示した。(5)ステンレス鋼の腐食速度は$$gamma$$線によってわずかながら増加した。この理由は、$$gamma$$線によって反応抵抗が小さくなり、材料表面上の不働態保持電流が大きくなるためである。

報告書

施設の解体・撤去に伴う廃棄物発生量積算評価-東海事業所及び人形峠環境技術センター-

菖蒲 康夫; 田辺 務; 高橋 邦明; 武田 誠一郎

JNC-TN8420 2001-008, 134 Pages, 2001/07

JNC-TN8420-2001-008.pdf:4.4MB

サイクル機構から発生する全ての放射性廃棄物について、発生から処理・処分に至る廃棄物管理の全体計画(「低レベル放射性廃棄物管理プログラム」)の検討、並びに国における低レベル放射性廃棄物処分に関する安全基準等の策定に資するためのデータ整備を目的とし、東海事業所及び人形峠環境技術センターの管理区域を有する施設(以下、「核燃料施設」という)の解体・撤去に伴い発生する廃棄物量の調査・評価を行った。東海事業所及び人形峠環境技術センターの核燃料施設の解体廃棄物量は、以下の通りである。(1)東海事業所 東海事業所の核燃料施設の解体に伴う廃棄物量は、総量約1,079,100トンである。その内訳は放射性廃棄物相当が約15,400トン、放射性廃棄物として扱う必要のない廃棄物相当(クリアランスレベル以下相当及び非放射性廃棄物相当)が約1,063,700トンである。(2)人形峠環境技術センター 人形峠環境技術センターの核燃料施設の解体に伴う廃棄物量は、総量約112,500トンである。その内訳は放射性廃棄物相当が約7,800トン、放射性廃棄物として扱う必要のない廃棄物相当(クリアランスレベル以下相当及び非放射性廃棄物相当)が 約104,700トンである。

論文

Ti-5Ta製およびZr製酸回収蒸発缶の長期耐久性実証試験

竹内 正行; 永井 崇之; 小泉 務; 武田 誠一郎; 青嶋 厚

日本原子力学会誌, 42(12), p.1315 - 1324, 2000/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.28(Nuclear Science & Technology)

東海再処理工場における再処理機器の腐食故障の問題解決するために、Ti-5Ta製およびZr製酸回収蒸発缶のモックアップ試験設備による長期耐久性実証試験を累積40,000時間にわたって実施した。本試験では、Ti-5TaおよびZrの製作性、装置性能、長期耐食性について評価した。試験後の結果から、両蒸発缶の蒸発性能や健全性に問題はなかった。また観察結果から、孔食や粒界腐食等の局部腐食の兆候は認められなかった。蒸発缶の腐食傾向については、全体を通じて両蒸発缶ともに0.1mm/y以下の腐食速度であり、良好な耐食性を示した。さらに破壊検査による機械的強度の測定結果から、長期試験による強度低下も認められなかった。以上より、この耐久性試験を通して、Ti-5Ta、Zrともに、再処理用装置材料として工学上優れた耐食性を有することを実証した。

論文

PLANNING OF WASTE MANAGEMENT PROGRAM FOR LOW LEVEL RADIOACTIVE WASTES GENERATED FROM JNC SITES

高橋 邦明; 武田 誠一郎; 山下 照雄; 米谷 雅之; 黒田 一彦

Spectrum2000, 0 Pages, 2000/00

サイクル機構の低レベル放射性廃棄物(運転中廃棄物、解体廃棄物)について、処理、貯蔵、処分方策の総合的な計画である低レベル放射性廃棄物管理プログラムの策定に関して、目的、策定の考え方、策定方法・手順、現在の進捗を報告する。

報告書

装置肉厚の連続モニタリング技術の開発

藤咲 和彦*; 石橋 祐三; 武田 誠一郎; 竹内 正行; 大橋 和夫*

PNC-TN8410 98-115, 50 Pages, 1998/09

PNC-TN8410-98-115.pdf:1.45MB

再処理用機器の構造材料であるステンレス鋼およびバルブメタルの微量な減肉を機器の運転中に連続的に測定する、連続モニタリング技術の開発の一環として、超音波パルス法を測定原理とする水ジェット型および高温型連続モニタリング技術について、連続肉厚モニタリング技術としての適用性を評価した。評価の結果、水ジェット型連続モニタリング技術の測定誤差は$$pm$$0.01mm程度であり、約1800時間の測定が可能であった。しかし、水ジェットの連続供給に起因した測定部の温度低下による腐食環境の緩和や、実環境への採用に際し、受槽の取り付けや廃液発生を伴うといった問題があり、連続モニタリング技術として適用するにはいまだ解決すべき課題が多く残されている。一方、高温型連続モニタリング技術は$$pm$$0.01mm以下の測定誤差により、直線性に優れたデータが取得できることおよび探触子保持用治具を準備することでさまざまな測定部に対応できることなどから、実環境への適用性が高い技術と判断される。今後、高温型連続モニタリング技術の実用化を図っていくには、探触子の接触状態の長期安定性が求められ、探触子保持用治具の改良や測定器の機能向上が必要となる。さらに、モニタリングデータの検証、探触子の寿命評価、耐放性などモニタリングシステムに求められる機能および性能を明確にし、連続モニタリングシステムの構築を図る必要がある。

報告書

異材簡管継手の長期信頼性評価(1)-フィールド試験体の中間検査結果-

竹内 正行; 永井 崇之; 石橋 祐三; 武田 誠一郎; 根本 健志*; 藤咲 和彦*; 大橋 和夫*

PNC-TN8410 98-116, 147 Pages, 1998/08

PNC-TN8410-98-116.pdf:8.6MB

(1)目的熱間圧延法、HIP法,爆接法により製作した管継手を酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備へ装着し、長期信頼性の評価を行う。(2)方法酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備のプロセス系(硝酸凝縮液、濃縮液、供給液ライン)とユーティリティ系(計装用圧空、加熱用蒸気、冷却水ライン)に、管継手試験体を装着し耐久性試験を行い、中間検査として、耐圧試験、染色浸透探傷試験、外観観察、破壊検査を行った。(3)結果【1】熱間圧延管継手については、プロセス系の濃縮液および供給液ライン、ユーティリティ系の計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ラインに装着した試験体は、約21,000時間の耐久性試験を行っても健全な状態を維持していた。しかし、プロセス系の硝酸凝縮ラインに装着した試験体は、耐圧試験において漏れが認められた。【2】HIP管継手については、プロセス系の濃縮液および供給液ライン、ユーティリティ系の計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ラインに装着した試験体は、約18,000時間の耐久性試験を行っても健全な状態を維持していた。しかし、プロセス系の硝酸凝縮液ラインに装着した試験体は、耐圧試験中に破断が認められた。【3】爆接管継手については、すべての装着位置において漏れおよび破断等は認められなかった。しかし、プロセス系の硝酸凝縮液ラインに装着した試験体は、ステンレス鋼側に肌荒れが認められた。以上、中間検査の結果から、再処理プロセスへ適用する場合、ユーティリティ系(計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ライン)は、十分適用が可能と考えられる。プロセス系では、硝酸凝縮液のようにステンレス鋼にとって厳しい試験環境では、適用が困難と考えられる。しかし、濃縮液および供給液の温度の低い環境であれば、適用可能と考えられる。

報告書

硝酸溶液中に共存する高酸化性イオンへの$$gamma$$線照射作用

竹内 正行; 石橋 祐三; 大橋 和夫; 永井 崇之; 武田 誠一郎

PNC-TN8410 98-078, 36 Pages, 1998/07

PNC-TN8410-98-078.pdf:1.11MB

(目的)材料腐食に与える$$gamma$$線の影響について検討するため、ステンレス鋼の腐食に影響を及ぼす酸化性イオンへの$$gamma$$線照射作用について調査する。(方法)再処理環境中の代表的な金属種の中で、高次原子価で存在し得るCr6+,Ce4+,Ru3+を対象に、$$gamma$$線を一定の線量率および時間で照射し、溶媒中に存在する金属種の原子価変化を調査した。その際、照射反応に対する溶媒の関与について検討するため、溶媒を純水、硝酸水溶液とした照射試験を行った。(結果)本試験の結果から、得られた知見を以下に示す。(1)硝酸溶液にCr6+,Ce4+の高酸化性イオンが溶存した環境に$$gamma$$線を照射した場合、それぞれ還元を受けて、Cr3+,Ce3+に変化する。(2)同様に、吸収スペクトルによる同定結果から、Ru3+への$$gamma$$線照射により、初期のRu3+の一部は少なくともRuO42-,Ru8+以外の別の形態へ変化しているものと考えられ、$$gamma$$線の還元作用、Ruとニトロ基の親和性等から、Ru2+を主としたニトロシルルテニウム形態に変化している可能性が高い。(3)硝酸溶液系に$$gamma$$線照射した場合に生じる高酸化性イオンの還元は主として、放射線分解物の影響によるものと考えられ、高酸化性イオンに$$gamma$$線が直接的に作用するのではなく、溶媒を介在した間接的な作用によるものと考えられる。(4)$$gamma$$線源60Co、硝酸濃度4N、室温の条件で得られたCr還元に係るG値は1.28であり、同環境で評価されたNOx(0.021)の値よりも極めて大きい。(結論)ステンレス鋼の腐食を促進させる高酸化性イオン共存硝酸溶液に$$gamma$$線照射した場合、溶液中の高酸化性イオンが還元を受けることで、$$gamma$$線はステンレス鋼の腐食を抑制する方向へ作用する。この$$gamma$$線の還元作用は主として、亜硝酸に代表される硝酸の放射線分解生成物の影響によるものと考えられる。

論文

Corrosion Behavior of Stainless Steel in Nitric Acid Solution under Gamma-ray Irradiation

永井 崇之; 竹内 正行; 武田 誠一郎; 山本 孝夫*; 津久井 茂樹*; 岡本 信一*

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(7), p.502 - 507, 1998/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:53.45(Nuclear Science & Technology)

本報では、$$gamma$$線遮蔽環境における硝酸溶液中でのステンレス鋼材料の腐食挙動について調査する目的で、$$gamma$$線による腐食への影響、さらに腐食機構にアプローチするための電気化学試験、硝酸の放射線分解生成物の分析結果について、それぞれ報告する。試験の結果、$$gamma$$線の影響により、工学的使用において問題のない程度なら、わずかにステンレス鋼材(R-SUS304ULC)の腐食速度が増大し、これは材料表面への$$gamma$$線照射作用に基づく不働態保持電流の上昇によることがわかった。

報告書

Ti-Nb合金の試作

竹内 正行; 大橋 和夫; 藤咲 和彦*; 石橋 祐三; 武田 誠一郎

PNC-TN8410 98-060, 74 Pages, 1998/03

PNC-TN8410-98-060.pdf:4.43MB

(目的)本件は、Tiより耐食性に優れ、かつTi-5Ta、Zr等よりも装置の製作コストが安価な材料を創製することを目的として実施した。(方法)機器材料開発室で行なった耐食性Ti系合金の試作結果に基づき、Tiの耐食性を向上させる元素としてNbを選定した。そしてNbの添加量を変化させたTi-Nb合金を4種類(Ti-3Nb,Ti-5Nb,Ti-10Nb,Ti-20Nb)試作した。試作した合金について機械的強度、熱間加工性、耐食性に関する評価を行なった。(結果)評価結果を以下に示す。(1)いずれのTi-Nb合金も、目標通りの組成に溶製できた。(2)TiにNbを添加することにより機械的強度は強化され、Nb量とともに強化の度合いは高くなる。なお、いずれの合金についても熱間加工性は良好であるといえる。(3)Ti-3NbおよびTi-5Nbの室温での曲げ加工性は良好であった。Ti-10Nbでは1枚は良好な結果であったが、1枚について部分的に肌荒れが観察された。なお、Ti-20Nbはまったく変形せずに破断した。(4)酸回収蒸発缶模擬液中において、Ti-Nb合金の腐食速度はNb添加量とともに低下し、いずれの合金についてもTiより優れた耐食性を示した。Ti-Nb合金の腐食形態は、いずれも全面腐食であった。(5)Ti-Nb合金の優れた耐食性は、表面に生成するTiO2皮膜に起因している。NbはNb2O5として材料表面に濃縮し、TiO2皮膜の保護性を向上させると考えられる。(結論)今回試作した4種類のTi-Nb合金のなかでは、Ti-10NbがTi-5Taより安価で、高い耐食性と良好な加工性を兼ね備えた合金であるといえる。より最適なNb量の決定に際しては、10wt%Nbを中心としてNb量をパラメータとしたTi-Nb合金を試作し、各種評価を実施する必要がある。また、機器材料としたときに要求される溶接性についての検討も必要である。

報告書

Ag(II)の吸光光度法によるin-situ分析の適用性検討

加藤 利弘*; 竹内 正行; 大橋 和夫; 永井 崇之; 石橋 祐三; 武田 誠一郎

PNC-TN8410 98-070, 31 Pages, 1998/02

PNC-TN8410-98-070.pdf:0.96MB

(目的)溶液中のAg(II)をin-situで定量的に分析する手法として、吸光光度法の適用可否を検討した。(方法)電解により生成したAg(II)の吸光スペクトルを吸光光度計で測定すると同時に酸化還元滴定法によりAg(II)の濃度を測定した。(結果)濃度と吸光度が直接関係にある波長が存在し、Ag(II)の吸光光度法によるin-situ分析は原理的に可能であることが分かった。ただし、定量分析が可能な波長や濃度範囲は、Ag(II)濃度や生成条件によって異なること、および分析上の問題点が幾つか存在することが分かった。(結論)Ag(II)の吸光光度法によるin-situ分析への適用性を検討した結果、限定された条件内においては、適用の見通しを得た。

論文

$$gamma$$-ray irradiation effect on corrosion rates of stsinless steel in boilingnitric acid containi

竹内 正行; 永井 崇之; 武田 誠一郎; 田中 康正

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(5), p.353 - 356, 1998/00

再処理環境特有の腐食因子について評価する目的でCe(IV)、Cr(VI)、Ru(III)の各酸化性金属イオン共存硝酸環境において、ステンレス鋼の腐食に対する$$gamma$$線の影響を調査した。非照射、照射(線量率1kc/kgh)の各環境でR-SUS304ULCの腐食速度を比較した結果、上記のいずれのイオン共存下においても、$$gamma$$線照射による腐食の抑制作用が認められた。この要因については、溶液分析および酸化還元電位測定の結果かた、$$gamma$$線による酸化性金属イオンの還元が影響していることが分かった。

論文

Gamma-ray Irradiation Effects on Corrosion Rates of Stainless Steel in Boiling Nitric Acid Containing Ionic Additives

竹内 正行; 永井 崇之; 武田 誠一郎; 田中 康正

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(5), p.353 - 356, 1998/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:31.13(Nuclear Science & Technology)

再処理環境特有の腐食因子について評価する目的でCe(IV)、Cr(VI)、Ru(III)の各酸化性金属イオン共存硝酸環境において、ステンレス鋼の腐食に対する$$gamma$$線の影響を調査した。非照射、照射(線量率1kc/kgh)の各環境でR-SUS304ULCの腐食速度を比較した結果、上記のいずれのイオン共存下においても、$$gamma$$線照射による腐食の抑制作用が認められた。この要因については、溶液分析および酸化還元電位測定の結果かた、$$gamma$$線による酸化性金属イオンの還元が影響していることが分かった。

論文

Effect of $$gamma$$-ray irradiation on corrosion of austenitic stainless steel in boiling int

竹内 正行; 永井 崇之; 武田 誠一郎

Proceedings of 5th International Conference on Recycling, Conditioning and Disposal (RECOD '98), p.845 - 851, 1998/00

再処理プラントへ適用する装置材料を選定・評価する場合、特有の厳しい腐食環境について考慮する必要がある。ここでは再処理特有の環境として$$gamma$$線に着目し、純硝酸系でオーステナイト系ステンレス鋼の腐食に対する影響を調査した。その結果、$$gamma$$線の影響により、溶液の電位は卑側に移行するものの、工学的な使用において問題のない程度ながら、供試材としたR-SUS304ULCの腐食速度はわずかに増大する傾向を示した。この要因については、材料表面への$$gamma$$線作用による不働態保持電流の上昇によるものと電気化学的な観点から考察した。

論文

Effect of $$gamma$$-ray irradiation oncorrosion of austenitic staiuless steel in boiling nit

竹内 正行; 永井 崇之; 武田 誠一郎

Proceedings of 5th International Conference on Recycling, Conditioning and Disposal (RECOD '98), p.845 - 851, 1998/00

再処理プラントへ適用する装置材料を選定・評価する場合、特有の厳しい腐食環境について考慮する必要がある。ここでは再処理特有の環境として$$gamma$$線に着目し、純硝酸系でオーステナイト系ステンレス鋼の腐食に対する影響を調査した。その結果、$$gamma$$線の影響により、溶液の電位は卑側に移行するものの、工学的な使用において問題のない程度ながら、供試材としたR-SUS304ULCの腐食速度はわずかに増大する傾向を示した。この要因については、材料表面への$$gamma$$線作用による不働態保持電流の上昇によるものと電気化学的観点から考察した。

報告書

硝酸プルトニウム溶液デノ核種金属材料の耐食性(第5報)-ステンレス鋼の腐食に及ぼすプルトニウム原子価の影響ー

竹内 正行; 石橋 祐三; 大橋 和夫; 永井 崇之; 武田 誠一郎; 山本 一也

PNC-TN8410 98-063, 48 Pages, 1997/12

PNC-TN8410-98-063.pdf:1.74MB

(目的)再処理溶液中に存在する特有の金属種として、プルトニウムに着目し、硝酸プルトニウム溶液環境中でのステンレス鋼材料の腐食挙動について調査する。(方法)硝酸プルトニウム溶液を試験液に、R-SUS304ULCを供試材に使用し、材料浸漬試験、電気化学試験、吸光光度法による溶液中プルトニウムのin-situ原子価分析を東海事業所高レベル放射性物質研究施設で実施した。浸漬試験後の供試材は放射能測定による表面付着量の評価を行った後に、動燃大洗工学センターの照射燃料集合体試験施設において、詳細な材料表面分析を実施した。(結果)(1)硝酸中に共存するプルトニウムはステンレス鋼の腐食を促進する方向に作用し、過不働態腐食に帰属する粒界選択型の腐食形態が観察された。(2)イオンマイクロアナライザおよびX線マイクロアナライザによる分析結果から、浸漬試験片表面にプルトニウムは検出されなかった。(3)電気化学試験結果から、溶液温度が上昇するにつれて、R-SUS304ULCの腐食電位はより貴になり、不働態から過不働態域に移行する傾向を示した。また、その時のアノード電流密度は腐食速度を反映し、増大する傾向を示した。(4)溶液中プルトニウムのin-situ原子価分析結果より、当該環境(硝酸濃度3M,Pu濃度10g/l)では、313$$sim$$343K(40$$sim$$70$$^{circ}C$$)からプルトニウム(VI)が酸化生成する傾向が認められた。(結論)プルトニウムの影響によって進行するステンレス鋼の過不働態腐食は、材料表面におけるプルトニウムの還元反応(VI$$rightarrow$$IV)と密接に関連するものと考えられる。また、酸化剤として作用するプルトニウム(VI)は本溶液環境において、温度の影響を受け、硝酸によって酸化されることで生成することが分かった。

報告書

硝酸浸漬後における非鉄金属材料表面の調査

川野辺 一則*; 大橋 和夫*; 竹内 正行; 武田 誠一郎

PNC-TN8410 97-433, 50 Pages, 1997/12

PNC-TN8410-97-433.pdf:1.34MB

(目的)硝酸溶液中に浸漬した非鉄金属材料(Ti,Ti-5Ta,Zr)の表面状態および酸化皮膜を調査する。(方法)3M硝酸およびCr6+添加3M硝酸溶液中にTi,Ti-5TaおよびZrを沸騰96時間浸漬し、SEMによる表面状態の観察およびXPSによる酸化皮膜の調査を行った。(結果)(1)3M硝酸およびCr6+添加3M硝酸溶液中に96時間浸漬したTi,Ti-5TaおよびZrの表面状態は、試験前の研磨痕が確認された。しかし、3M硝酸で行った試験のTi,Ti-5Ta表面は、若干腐食による肌荒れが認められた。(2)いずれの試験条件においても、Tiの酸化皮膜は、TiO2,Ti-5Taの酸化皮膜は、TiO2と若干のTa2O5,Zrの酸化皮膜は、ZrO2であった。また、若干O-H結合の水酸化物が含まれていると考えられる。(3)いずれの試験条件においても、TiおよびTi-5Ta最表面酸化皮膜は、TiO2とTi2O3で構成され、その割合は、TiO2の方が多いことが分かった。(4)3M硝酸で行った試験のTiおよびTi-5Taの腐食速度は、Cr6+添加試験と比べて若干大きく、酸化皮膜の厚さは約800$$AA$$から900$$AA$$と推定される。また、Cr6+添加3M硝酸で行った試験の腐食速度は小さく、酸化皮膜の厚さも薄く約140$$AA$$と推定される。一方、Zrは、ほとんど腐食せず酸化皮膜の厚さは約220$$AA$$と推定される。(結論)3M硝酸で行った試験のTiおよびTi-5Taの表面状態は、腐食により若干肌荒れし、酸化皮膜は厚く成長することが分かった。Cr6+添加3M硝酸で行った試験のTiおよびTi-5Taの腐食速度は小さく、酸化皮膜は薄いことが分かった。Zrの酸化皮膜はいずれの試験においても、ZrO2で優れた耐食性を示した。

報告書

Ruを含む硝酸溶液中でのステンレス鋼の電気化学的特性

永井 崇之; 大橋 和夫; 川野邊 一則*; 竹内 正行; 武田 誠一郎

PNC-TN8410 97-425, 34 Pages, 1997/11

PNC-TN8410-97-425.pdf:1.01MB

(目的)硝酸溶液中にルテニウムを添加した場合のステンレス鋼の電気化学的特性を調査する。(方法)溶液環境を支配する因子(Ru濃度、硝酸濃度、等)をパラメータとして、304ULC、310Nbの腐食電位および分極曲線の測定を行った。(結果)(1)純硝酸とRu共存環境における304ULCおよび310Nbを比較した場合、Ruの添加により腐食電位は約200mV以上高くなることが分かった。(2)Ru濃度が高くなるに従って、304ULCおよび310Nbの腐食電位は上昇し、不働態と過不働態の境界から過不働態へ移行することが分かった。(3)Ru共存環境における304ULCおよび310Nbの硝酸濃度の影響は硝酸濃度が高くなるに従って、腐食電位は上昇し、不働態から過不働態へ移行することが分かった。(結論)本試験により硝酸溶液中の304ULCおよび310Nbは、Ru濃度、硝酸濃度が高くなるに従って腐食電位が上昇し、不働態から過不働態へ移行することが確認できた。

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