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論文

Effect of seawater components on corrosion behavior of SUS316L in nitric acid solution containing metal ions

安倍 弘; 西塚 雄介*; 佐野 雄一; 内田 直樹; 飯嶋 静香; 塩飽 秀啓; 矢板 毅

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(2), p.193 - 200, 2019/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

東京電力福島第一原子力発電所の事故において、使用済核燃料プールに多量の海水が冷却剤として投入された。当該使用済燃料が再処理される場合、海水成分が核燃料再処理工程における金属イオンを含む硝酸溶液に混入することが予想される。本研究においては、高レベル放射性廃液(HAW)貯槽に典型的に使用されるSUS316Lの腐食挙動に関して、海水成分の影響を評価した。人工海水と金属イオンを含む模擬HAWを使用し、腐食試験を実施した。HAWを含む硝酸溶液においては、人工海水の有無に関わらず、Ruが腐食電位を過不働態まで貴化させたために生じる粒界腐食が観察された。海水成分濃度の増加は腐食速度を低下させ、粒界腐食を抑制した。広域X線吸収微細構造やサイクリックボルタンメトリーといった分析により、Ru-塩化物イオン間の反応と腐食機構との関与が示されている。

論文

Effect of chloride ion on corrosion behavior of SUS316L-grade stainless steel in nitric acid solutions containing seawater components under $$gamma$$-ray irradiation

佐野 雄一; 安倍 弘; 竹内 正行; 飯嶋 静香; 内田 直樹

Journal of Nuclear Materials, 493, p.200 - 206, 2017/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:58.67(Materials Science, Multidisciplinary)

福島第一原子力発電所事故に関連し、再処理に用いられる機器の代表的な材料であるSUS316Lについて、海水成分を含むHNO$$_{3}$$溶液中の腐食挙動に及ぼす塩化物イオンの影響を、$$gamma$$線照射条件下を含め、調査した。HNO$$_{3}$$と人工海水(ASW)の混合物を用いて電気化学試験及び浸漬試験を実施し、高濃度のASWを含むHNO$$_{3}$$溶液では、カソード電流密度が増加し、均一な腐食が進行することを確認した。これは、HNO$$_{3}$$とCl$$^{-}$$イオンとの反応で生成されるCl$$_{2}$$やNOCl等の強い酸化剤によって引き起こされたものと考えられる。腐食速度は、HNO$$_{3}$$濃度が低い条件では浸漬時間とともに減少し、高い条件では増加した。$$gamma$$線照射条件下では、上記酸化剤と放射線分解により生成したHNO$$_{2}$$との反応によるカソード反応の抑制により腐食速度が低下した。

論文

高放射性廃液貯槽環境におけるSUS316Lの腐食に及ぼす硫酸イオンの影響

安倍 弘; 佐野 雄一; 西塚 雄介*; 飯嶋 静香; 内田 直樹

材料と環境, 66(5), p.169 - 172, 2017/05

高放射性廃液貯槽環境における腐食挙動について、海水成分やコンクリート成分の1成分である硫酸イオンに着目した評価を実施した。SUS316Lを対象に、各種金属元素と硝酸からなる模擬高放射性廃液を用いて腐食試験を行った結果、硫酸イオンにより腐食速度が緩和されることを確認した。これは、XPSによる分析から、硫酸イオンが材料表面に吸着することでアノード反応が抑制されたためと考えられる。

論文

Effect of seawater on corrosion of SUS316L in HAW under $$gamma$$-ray irradiation

安倍 弘; 西塚 雄介*; 佐野 雄一; 内田 直樹; 飯嶋 静香

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 90, 2017/03

東京電力福島第一原子力発電所に貯槽されている使用済み燃料は、海水注入により、海水環境に曝されている。このため、当該燃料を再処理する場合には、海水成分が工程に同伴することが予想され、その影響について調査する必要がある。我々は、高放射性廃液貯槽材料に対する$$gamma$$線照射環境における腐食評価を実施し、海水が腐食に大きな影響を及ぼさないことを明らかにした。

論文

Corrosion behavior of SUS316L in nitric acid solution containing seawater components

佐野 雄一; 安倍 弘; 竹内 正行; 飯嶋 静香; 内田 直樹

Proceedings of European Corrosion Congress 2016 (EUROCORR 2016) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2016/09

東京電力福島第一原子力発電所の事故では、使用済燃料プール内に冷却用として多量の海水が注入された。本研究では、再処理工程において使用される機器材料の一つであるSUS316Lの硝酸溶液中での腐食挙動について、硝酸/人工海水(ASW)混合溶液を用いた浸漬試験及び電気化学試験により、海水成分が与える影響を調査した。ASWを多く含む条件では、塩化物イオンと硝酸との反応により生成する塩素や塩化ニトロシル等の酸化種に起因すると思われるカソード反応の活性化及び全面腐食の進展が観察された。さらに硝酸濃度が低い条件では、孔食の発生が認められた。腐食速度については、低硝酸濃度では経時的に低下したのに対し、高硝酸濃度では逆に増加した。硝酸濃度が低い系では、カソード反応の活性化による影響(腐食促進)に対して酸化皮膜の成長に伴うアノード反応の不活性化による影響(腐食抑制)が徐々に大きくなるため、経時的に腐食速度が低下するものと考えられる。これに対し、硝酸濃度が高い系では、カソード反応の活性化による影響がアノード反応の不活性化による影響を上回るため、経時的に腐食速度が上昇するものと推定される。

報告書

使用済燃料プールから取り出した損傷燃料等の処理方法の検討; 平成25、26年度成果概要報告(受託研究)

飯嶋 静香; 内田 直樹; 田口 克也; 鷲谷 忠博

JAEA-Review 2015-018, 39 Pages, 2015/11

JAEA-Review-2015-018.pdf:3.95MB

福島第一原子力発電所の使用済燃料プールの燃料には、海水、コンクリート等の不純物の付着・同伴に加え、落下したガレキによる損傷の可能性もある。これらの損傷燃料等について、再処理が可能か否かを判断するための指標を整備することを目的として、漏えい燃料等の処理経験を有する東海再処理施設並びに海外再処理施設の処理実績、福島第一原子力発電所のプール燃料の貯蔵状況及び点検・調査結果等を整理した上で、損傷燃料等を再処理する際の技術的課題を摘出するとともに、必要な研究要素を整理した。また、研究要素に関する試験・検討結果に基づき、再処理可否を判断するための分別指標を整備した。

口頭

ハルへ移行する核燃料物質の評価

武安 伸治; 黒田 康司; 飯嶋 静香; 後藤 雄一

no journal, , 

ハルへ移行する核燃料物質を定量することは、保障措置及びハルの処理・処分の観点から重要である。今後、処理が計画される軽水炉高燃焼度燃料等について、ハルへ移行する核燃料物質を評価するため、新型転換炉「ふげん」MOX燃料及びUO$$_{2}$$燃料のハルを用いて破壊分析により核燃料物質(Pu, $$^{244}$$Cm)の量を測定した。

口頭

再処理機器の腐食に及ぼす海水成分の影響評価,4; 高放射性廃液貯槽材料の腐食評価

安倍 弘; 西塚 雄介; 佐野 雄一; 内田 直樹; 飯嶋 静香

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の使用済燃料貯蔵プールに保管されている使用済燃料の再処理に係る検討の一環として、海水成分が高放射性廃液貯槽材料の腐食に与える影響を評価した。$$gamma$$線環境において腐食試験を実施し、海水成分が腐食に対して大きな影響を与えないことを確認した。

口頭

Corrosion behavior of SUS316L in nitric acid solution containing seawater components; Effect of metal ions in high active liquid waste

安倍 弘; 西塚 雄介*; 佐野 雄一; 内田 直樹; 飯嶋 静香

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故において、使用済燃料プールに冷却水として多量の海水が投入された。当該燃料を再処理する場合には、再処理工程で使用される硝酸溶液に海水成分が混入することが予想される。本研究では、高放射性廃液(HAW)におけるSUS316Lステンレス鋼の腐食に対する海水成分の影響を評価した。人工海水(ASW)と模擬HAW溶液の混合溶液を調製し、材料浸漬試験と電気化学試験による腐食評価を行った。ASWを含む硝酸溶液(HAW中の金属イオンを含まない)においては、孔食もしくは全面腐食が観察された。一方、ASWを含むHAW溶液においては、Ruが腐食電位を過不働態まで貴化することによって、粒界腐食が生じた。ASWの濃度の増加に伴い、腐食速度は低下し、粒界腐食は抑制された。

口頭

硝酸/海水系におけるSUS316Lの腐食に及ぼす放射線の影響

佐野 雄一; 安倍 弘; 西塚 雄介*; 飯嶋 静香; 内田 直樹

no journal, , 

核燃料再処理工程の各種機器材料として使用されるSUS316Lを対象に、海水成分を含む硝酸溶液中における腐食挙動に及ぼす$$gamma$$線照射の影響を評価した。硝酸/海水系において観察される溝状腐食や浸漬直後の急激な全面腐食等の特徴的な腐食の進展は$$gamma$$線照射に伴い抑制されることを確認した。同系において発生する塩素について、$$gamma$$線照射に伴いその発生量が減少する傾向が認められたことから、これが上記腐食の抑制に寄与したものと推定される。

口頭

東海再処理施設における遠隔操作によるせん断粉末等の回収作業への取組みについて

古内 雄太; 佐藤 信二; 谷田部 仁史; 横田 知; 山田 貴史; 矢作 文男; 照沼 宏隆; 所 武司; 高橋 晃浩; 飯嶋 静香; et al.

no journal, , 

東海再処理施設では新たな使用済燃料の再処理を行わないため、施設の廃止へ向けた準備として、使用済燃料をせん断するセル内、せん断機等に滞留した使用済燃料のせん断粉末等を回収する必要があった。セル内は高線量下であるため、クレーンやマニプレータによる遠隔での取扱いを考慮し、市販の吸引装置の改造や治具類の製作を行い、モックアップ後に実機に適用した。本報告では本作業で得られた知見を報告する。

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