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論文

Corrosion of structural materials and electrochemistry in high-temperature water; Relationships among water chemistry, corrosion, oxide film and electrochemical corrosion potential

内田 俊介; 塙 悟史; Kysela, J.*; Lister, D. H.*

Power Plant Chemistry, 18(1), p.6 - 17, 2016/01

原子力発電所の信頼性維持のため、各プラントにはそのシステム,材料,運転履歴に基づくプラント固有の最適水化学制御が必要とされる。電気化学は腐食に係る問題の重要課題の一つである。FAC, IGSCC, PWSCCなど、腐食に係る問題は、ECP,導電率, pHなど電気化学指標に基づいて理解される。ECP,金属表面状態,浸漬時間,その他の環境条件の相関に基づき、電気化学と酸化被膜成長モデルを連成したECPと鋼の腐食速度を評価するためのモデルを開発した。連成モデルに関して得られた結論は以下の通りである。(1)FACによる減肉速度に及ぼす水化学の改善と編流による質量移行係数の影響は本モデルにより適切に評価することができた。(2)ECPに及ぼすH$$_{2}$$O$$_{2}$$, O$$_{2}$$の影響は本モデルで評価でき、浸漬時間の影響は酸化被膜の成長による結果として適切に説明できた。(3)中性子照射によるECPの低下は酸化膜の照射誘起拡散により説明できた。

論文

Determination of electrochemical corrosion potential along the JMTR in-pile loop, 1; Evaluation of ECP of stainless steel in high-temperature water as a function of oxidant concentrations and exposure time

内田 俊介; 塙 悟史; 西山 裕孝; 中村 武彦; 佐藤 智徳; 塚田 隆; Kysela, J.*

Nuclear Technology, 183(1), p.119 - 135, 2013/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:38.95(Nuclear Science & Technology)

高温水中の酸素,過酸化水素にさらされたステンレス鋼の腐食挙動についてのin-situ測定に基づいて、腐食電位,金属の表面条件,その他環境条件の相関を求めた。この相関に基づき、電気化学モデルと二層酸化皮膜モデルを結合させた腐食電位評価モデルを開発した。本評価モデルにより得られた結果は以下の通りである。(1)酸素と過酸化水素により腐食電位の差異は、主として内装酸化皮膜の厚さと成長速度によって決まる。(2)計算された腐食電位、すなわち、酸素と過酸化水素のレスポンスの差異、ヒステリシス及びメモリ効果、は実測値とよく一致する。(3)中性子照射は酸化皮膜の照射誘起拡散の結果、腐食電位を低下させる。本腐食電位評価モデルは、JMTRインパイルループの腐食環境評価に適用可能である。

論文

Determination of electrochemical corrosion potential along the JMTR in-pile loop, 2; Validation of ECP electrodes and the extrapolation of measured ECP data

塙 悟史; 中村 武彦; 内田 俊介; Kus, P.*; Vsolak, R.*; Kysela, J.*; 酒井 政則*

Nuclear Technology, 183(1), p.136 - 148, 2013/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:18.79(Nuclear Science & Technology)

JMTRのインパイルループを用いた照射下水化学試験を計画している。試験に先立ち、ECPセンサー機能への照射影響の確認及びラジオリシス/ECPモデルなど理論モデルの検証を進める必要がある。本研究では、過去に実施された照射下ECP測定試験データを精査するとともに、測定データをラジオリシス/ECPモデルで評価した。水質環境の変化に伴うECPセンサーのレスポンスを評価することで、軽水炉の炉心周辺に相当する照射条件ではECPセンサー機能への照射影響は無視し得ることが示された。また、ECP測定データとラジオリシス/ECP解析結果の比較により、ラジオリシス/ECPモデルは照射条件や水質条件の変化に伴うECP変化をよく再現することが示された。

論文

ECP measurements under neutron and $$gamma$$ ray in in-pile loop and their data evaluation by water radiolysis calculations

塙 悟史; 中村 武彦; 内田 俊介; Kus, P.*; Vsolak, R.*; Kysela, J.*

Proceedings of 2010 Nuclear Plant Chemistry Conference (NPC 2010)/8th International Radiolysis, Electrochemistry & Materials Performance Workshop (CD-ROM), 10 Pages, 2010/10

原子力プラントへ適用できる信頼性の高い腐食電位(ECP)センサーの開発を目標に、照射下でのECPセンサーの性能試験が実施された。本検討では、照射下ECP測定データを精査するとともに、腐食環境とECPの変化をラジオリシスコードで評価した。具体的には、数種類のECPセンサーについて、異なる照射条件や水質条件におけるセンサー出力を比較して相関を求め、ラジオリシス/ECPの解析結果と比較した。その結果、還元条件であっても照射量が増加することでECPの測定値は高くなる傾向を示し、その程度は水の放射線分解で生成する過酸化水素によりもたらされるECP変化と同等であった。これらの結果より、照射下でのECP測定やラジオリシス/ECP解析が照射場の腐食環境評価に有用であることを確認した。

論文

ECP evaluation by water radiolysis and ECP model calculations

塙 悟史; 中村 武彦; 内田 俊介; Kus, P.*; Vsolak, R.*; Kysela, J.*

Proceedings of 2010 Nuclear Plant Chemistry Conference (NPC 2010)/8th International Radiolysis, Electrochemistry & Materials Performance Workshop (CD-ROM), 10 Pages, 2010/10

照射下における腐食電位(ECP)測定データをラジオリシス/ECP解析で評価した。照射下ECPデータは、LVR-15炉のインパイルループを用い、白金型,銀/塩化銀型及びジルコニア隔膜型の3種類のECPセンサーにより取得されたものである。試験では、4種類の照射条件と2種類の水質条件(NWC及びHWC)が与えられ、照射及び水質の環境条件の変化に対するECPレスポンスを測定した。ラジオリシス解析により、インパイルループ内の化学種濃度分布を評価し、その結果に基づきECPモデルを用いてECPセンサーが装荷された部位のECPを求めた。環境変化に伴うECPセンサーの出力変化とラジオリシス/ECP解析における評価結果を比較し両者の相関を調べ、ラジオリシス/ECP解析結果は照射条件や水質条件の変化に伴うECP変化の傾向をよく再現することが示された。

口頭

照射下における腐食電位測定とその評価; チェコLVR-15実験解析とJMTRでの水化学試験

塙 悟史; 中村 武彦; 内田 俊介; Kysela, J.*

no journal, , 

照射下腐食環境評価技術の高度化には、腐食電位(ECP)センサーなどの計測技術とラジオリシスモデルなどの理論評価の両面からのアプローチが必要である。原子力機構では、照射下腐食環境評価技術の高度化に寄与すべく、JMTRを使った照射下水化学試験を計画している。その第一ステップとして、LVR-15炉で実施された照射下ECP測定データを詳細に評価するとともに、ラジオリシス/ECPモデルにて解析を行い、試験結果との比較を行った。本報告では、その結果を示すとともに2015年からJMTRで開始される照射下水化学試験を紹介する。

口頭

インパイルループを使った照射下ECP測定とその評価

塙 悟史; 中村 武彦; 内田 俊介; Kysela, J.*

no journal, , 

照射下における腐食電位(ECP)測定結果を、ラジオリシスモデル/ECP評価モデルにより解析した。照射下のECP測定試験はインパイルループを用いて実施され、試験リグ内におけるECPセンサーの装荷位置を変えることで4種類の照射条件が与えられた。ラジオリシス解析では、インパルループを多数のノードに分割し水の流れに沿った化学種濃度の分布を評価した。ラジオリシス解析結果に基づき、ECP評価モデルを用いてECPセンサー装荷位置におけるECPを求めた。給水条件を含む環境変化に伴うECPセンサーの出力変化とラジオリシス/ECP解析による照射場の腐食環境の評価結果を比較し両者の相関を調べた。その結果、Pt型センサーは個体差が少なく安定であること、ラジオリシス/ECP解析結果は照射条件や水質条件の変化に伴うECP変化の傾向をよく再現することが明らかとなった。

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