模擬廃棄物ガラス試料(バナジウム含有ホウケイ酸ガラス)のXAFS測定

永井 崇之; 小林 秀和; 捧 賢一; 菖蒲 康夫; 岡本 芳浩; 塩飽 秀啓; 松浦 治明*; 内山 孝文*; 岡田 往子*; 根津 篤*; et al.

JAEA-Research 2016-015, 52 Pages, 2016/11

JAEA-Research-2016-015.pdf:37.48MB

本研究は、資源エネルギー庁の次世代再処理ガラス固化技術基盤研究事業の実施項目「高レベル廃液ガラス固化の高度化」として、バナジウム(V)含有模擬廃棄物ガラスを対象に、放射光XAFS測定によりガラス原料に内包された廃棄物成分元素の局所構造を評価した。本研究で得られた成果を、以下に列挙する。(1)バナジウム(V)は、組成に関係なく比較的安定な4配位構造と考えられ、ガラス原料フリットではVがガラス相に存在する可能性が高い。(2)亜鉛(Zn), セリウム(Ce), ネオジム(Nd), ジルコニウム(Zr), モリブデン(Mo)はガラス相に存在し、Ce原子価はガラス組成によって3価と4価の割合に差が認められた。(3)ルテニウム(Ru)はガラス相からRuOとして析出し、ロジウム(Rh)は金属と酸化物が混在し、パラジウム(Pd)は金属として析出する。(4)高温XAFS測定を行ったZrとMoの結果、ガラス溶融状態におけるZr, Moの局所構造の秩序が低下する傾向を確認した。(5)ガラス溶融炉温度1200Cの条件で、模擬廃棄物ガラスの高温XAFS測定を行い、今後、試料セルの形状等の最適化を図ることで、良質な局所構造データ取得が期待できる。

Study on corrosion of stainless steel in boiling nitric acid under heat transfer conditions

上野 文義; 白石 啓宜; 井上 峻; 本岡 隆文; 加藤 千明; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*

Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering and the ASME 2012 Power Conference (ICONE-20 & POWER 2012) (DVD-ROM), 8 Pages, 2012/07

PUREX法の核燃料再処理プラントでは、加熱部の伝熱条件において沸騰硝酸溶液により厳しい腐食が生じる。本報告では、溶解槽や濃縮缶の加熱部におけるステンレス鋼の腐食速度に及ぼす表面温度と熱流束の影響について実験により検討した。著者らは、表面温度と熱流束の二つの因子に着目した。これらの因子を検討するため、伝熱条件と浸漬条件での腐食試験セルを用い、大気圧条件下の沸騰温度にて、V(V)を33mol/m添加した3kmol/m硝酸溶液を用いて試験を行った。熱流束と溶液と表面の温度差との関係を示す沸騰曲線を実験により調べ、この沸騰曲線を用いて沸騰条件での表面温度を推定した。測定した腐食速度と二つの因子との関係を検討した結果、腐食速度は熱流束に依存せず、表面温度に依存することが明らかとなった。腐食速度のアレニウスプロットによると、溶液の沸騰により非沸騰に対して腐食が加速されることが示された。

沸騰硝酸溶液中でのSUS304ULC鋼の過不働態域での腐食挙動

山本 正弘; 内山 洋平; 上野 文義; 加藤 千明; 本岡 隆文

no journal, , 

核燃料再処理施設では、耐粒界腐食性を向上させたSUS304ULC鋼が沸騰硝酸中で用いられている。この際に沸騰部や共存イオンによる電位上昇が腐食を加速することが知られている。そこで、沸騰硝酸中での電気化学的評価を行い、同鋼の過不働態域での腐食挙動を解析した。酸素発生反応は溶液種などの影響を受けるが、金属の溶解反応は電位のみにほぼ依存する。腐食形態は粒界腐食であり、腐食形態に及ぼす溶液種の影響は小さい。溶出イオンは、過不働態域では母材と同等の比率で溶出していた。

再処理施設における経年変化研究,4; ホルマリンによる脱硝条件下でのステンレス鋼の腐食挙動

本岡 隆文; 上野 文義; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*

no journal, , 

ホルマリンによる脱硝条件下でのステンレス鋼の腐食挙動を腐食試験等により調査した。その結果、ホルマリンによる脱硝反応に伴う硝酸濃度の低下とNOxガスの発生を認めた。ステンレス鋼の腐食速度はホルマリンの注入により大きく低下した。腐食速度低下の要因はNOxガスと亜硝酸と考えられた。

再処理施設における経年変化研究,5; 硝酸溶液中ステンレス鋼腐食に対する表面温度と沸騰挙動の影響

上野 文義; 白石 啓宜; 井上 峻; 本岡 隆文; 加藤 千明; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*

no journal, , 

再処理施設の経年変化に関する研究として、ステンレス鋼製機器の硝酸加熱沸騰部を対象に、腐食速度に及ぼす金属表面温度と溶液沸騰挙動の影響を調べた。Vを添加した硝酸溶液を用いた浸漬及び伝熱面腐食試験を常圧下にて実施した結果、伝熱面及び浸漬のいずれの場合も、温度依存性を示す活性化エネルギーは同じ約40kJ/molを示し、沸騰条件では非沸騰に対して腐食速度が約7倍大きくなることがわかった。

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。