チャンネルフロー電極法による硝酸溶液中への水素溶解度測定

三村 達矢*; 西方 篤*; 水流 徹*; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*

腐食防食協会第58回材料と環境討論会講演集, p.15 - 16, 2011/09

使用済核燃料の再処理施設においては腐食環境を考慮し純Ti及びTi-5Taを使用した機器が存在する。これらの機器が水の放射線分解で生成した水素を吸収してぜい化する可能性を検討している。そこで、再処理溶液中での水素の安定性を評価することを目的とし、溶液中の水素溶解度について、水素ガスを飽和させた硝酸塩溶液中でチャンネルフロー電極法によりアノード分極曲線をとり、水素溶解度を決定する方法を検討した。

オーバーパックの長期耐食性に関する調査(委託研究)

立川 博一*; 川久保 文恵*; 清水 亮彦*; 柴田 俊夫*; 杉本 克久*; 瀬尾 眞浩*; 水流 徹*; 藤本 慎司*; 井上 博之*

JAEA-Research 2006-058, 80 Pages, 2006/10

JAEA-Research-2006-058.pdf:10.86MB

旧核燃料サイクル開発機構では、「我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性; 地層処分研究開発第2次取りまとめ」(「第2次取りまとめ」)報告書を国に提出し、日本の幅広い地質環境条件を想定して実験データや既往研究等に基づいてオーバーパックの腐食寿命について検討を行った。しかしながら、高pH環境での挙動,ニアフィールド環境条件の時間的な変化に伴う人工バリアの挙動など長期的な信頼性を向上させるうえでの課題がある。このような状況を考慮して、原子力安全研究協会内に国内の金属の腐食科学分野の専門家からなる「オーバーパックの長期安定性に関する調査専門委員会」を設置し、既往の研究成果と安全評価上の考え方について、人工バリア材の長期安定性,長期耐食性の観点から調査検討を行った。

オーバーパック候補材料の腐食挙動モデルの高度化研究

柴田 俊夫*; 瀬尾 眞浩*; 杉本 克久*; 水流 徹*; 井上 博之*; 藤本 慎司*

JNC TJ8400 2002-059, 139 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2002-059.pdf:7.07MB

これまでに核燃料サイクル開発機構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、評価を行ったのに引き続き、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やくだてるべく、腐食挙動モデルの高度化の研究を行った。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。

オーバーパック候補材料の腐食挙動モデルの高度化研究

柴田 俊夫*; 瀬尾 眞浩*; 杉本 克久*; 水流 徹*; 井上 博之*

JNC TJ8400 2001-008, 94 Pages, 2001/02

JNC-TJ8400-2001-008.pdf:2.05MB

これまでに核燃料サイクル開発機構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、評価を行ったのに引き続き、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、腐食挙動モデルの高度化の研究を行った。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。

圧縮ベントナイト中における炭素鋼の腐食形態と腐食速度の評価

谷口 直樹; 本田 明; 川崎 学*; 水流 徹*

JNC TN8400 99-003, 88 Pages, 1999/01

JNC-TN8400-99-003.pdf:4.56MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分において,炭素鋼オーバーパックの腐食寿命の評価が重要問題となっている。腐食寿命を評価するうえで、処分環境下における炭素鋼の腐食形態と腐食速度を評価することが必要である。炭素鋼の腐食形態は不動態化するか否かで異なる。炭素鋼が不動態化した場合、孔食、すきま腐食、応力腐食割れなどの局部腐食の生起する可能性がある。一方、炭素鋼が不動態化しない場合には全面腐食が進行する。本研究では圧縮ベントナイト中において炭素鋼の電気化学測定により不動態化挙動を調査した。その結果、高密度の圧縮ベントナイト中で炭素鋼は不動態化しにくいことがわかった。腐食速度については圧縮ベントナイト中における浸漬試験を実施し、重量減少法および交流インピーダンス法により評価した。重量減少法により得られた平均腐食速度についてはデータベース化し、炭素鋼の腐食速度と環境因子の関係を調査するとともに実験データに基づいて長期の平均腐食深さ/腐食速度を予測した。溶液の飽和した圧縮ベントナイト中における炭素鋼オーバーパックの1000年間の平均腐食深さは5mm以下と評価された。また、より長期経過後を想定して定電流保持によって腐食生成物を生じさせた条件で交流インピーダンス法を用いて腐食速度を測定した。その値を腐食生成物を与えない場合での腐食速度と比較した。その結果定電流保持によって生成させた腐食生成物の堆積下では炭素鋼の平均腐食速度は増加しないことが確認された。

オーバーパック候補材料の腐食に関する個別現象解析モデルの研究(平成8年度)

辻川 茂男*; 瀬尾 眞浩*; 杉本 克久*; 水流 徹*; 柴田 俊夫*; 山川 宏二*

PNC TJ1560 97-001, 210 Pages, 1997/03

PNC-TJ1560-97-001.pdf:7.28MB

これまで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行ったのに引き続き、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。

Stochastic analysis of initiation process on pitting corrosion of stainless steels in chloride environments

坂入 正敏; 水流 徹*

Proc. of the Int. Symp. on Material Chemistry in Nuclear Environment, p.497 - 506, 1992/00

中性塩化物水溶液中でステンレス鋼に発生する孔食萌芽(孔食の初期過程)に伴い定電位で発生する電流振動を測定し、統計的解析を行った。統計的解析には、信頼性工学で利用されているワイブル確率紙を用いた。孔食萌芽の発生率は、測定電位およびステンレス鋼中に介在する硫化物の数の増加に従って増加することが明らかになった。発生する孔食萠芽の大きさは、測定電位の増加およびステンレス鋼中の硫化物の大きさに従って大きくなることが明らかになった。以上の結果より、孔食萌芽はステンレス鋼の表面状態(硫化物の大きさ、分散状態)および測定電位により影響を受けることが示された。さらに、孔食萠芽には、それが測定可能になるための最小の大きさがあり、孔食萌芽の生存時間のワイブル確率紙プロットより求めた位置のパラメータから、半球状の孔食を仮定して計算すると、直径で約0.2mと求められた。

Hydrogen absorption behavior of titanium alloys by cathodic polarization

石島 暖大; 本岡 隆文; 上野 文義; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 酒井 潤一*; 横山 賢一*; 多田 英司*; 水流 徹*; 野島 康夫*; et al.

no journal, , 

チタン及びTi-5mass%Taは耐硝酸性に優れるため、使用済核燃料再処理施設で使用されているが、放射線分解水素吸収による水素脆化が懸念される。本研究では硝酸中における、チタン及びTi-5%Taの水素吸収及び水素脆化特性を評価するため、カソードチャージ法及びカソードチャージ下におけるSSRTを実施した。その結果、水素化物は金属表面に生成するが、金属内部に成長し難いことが明らかとなった。また、SSRTにおいてチタン及びTi-5%Taは脆化感受性を示さなかった。これらの結果は、チタン及びTi-5%Ta製機器は放射線分解水素を吸収できるが、表面の水素化物に阻害され内部に拡散しないことを示唆すると考えられる。また、表面だけに水素化物が生成するため、チタン及びTi-5%Taは硝酸中にて水素脆化感受性を示し難いものと考えられる。