Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
上野 文義
材料と環境, 68(1), p.2 - 8, 2019/01
軽水炉(BWR, PWR)の冷却水の水質を適切に管理することは、構造材料の腐食や放射性腐食生成物の発生を低減するために重要である。そのため、電気化学測定法を用いた水質のモニタリングが必要である。本稿では、BWRにおけるECP測定の適用を中心に、軽水炉の水質と電気化学測定の必要性について述べる。
塙 悟史; 内田 俊介; 端 邦樹; 知見 康弘; 笠原 茂樹*; 西山 裕孝
Proceedings of 20th Nuclear Plant Chemistry International Conference (NPC 2016) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2016/10
腐食電位(ECP)評価における放射線の影響は理論的には想定されるが具体的な検証は行われていない。われわれは、酸化皮膜への中性子照射効果を取り入れたECP解析コードを開発し、中性子の照射により酸化皮膜の電気的抵抗が低下すること、それによりECPが低下すること、ECP低下の程度は中性子線束に依存することを解析的に示した。材料試験炉(JMTR)は、照射環境下での水化学試験に適した照射ループを有していることから、JMTRで照射した場合のECPへの照射影響を解析で予測した。その結果、JMTRの照射ループを用いれば、ECPへの照射影響は十分に捉えられることを確認した。
塙 悟史; 端 邦樹; 柴田 晃; 知見 康弘; 笠原 茂樹; 筒井 伸行*; 岩瀬 彰宏*; 西山 裕孝
Proceedings of 2014 Nuclear Plant Chemistry Conference (NPC 2014) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2014/10
腐食電位(ECP)センサーは照射下における材料の腐食環境を測定できる唯一の計測器である。高い耐久性を有するECPセンサーをJMTRで実施する水化学実験で使用するために、ジルコニア隔膜型ECPセンサーを開発した。ジルコニア及び金属筐体の材料選定とそれらの最適な組み合わせを検討し、ジルコニアにはイットリア安定化ジルコニアを、金属筐体には42合金を採用した。また、ジルコニア/金属の接合部への欠陥の発生を防止するために金属筐体の構造最適化を図った。ECPセンサーの性能はオートクレーブで評価し、理論的に求まる電位に準ずる電極電位を示すとともに電極電位は水質環境の変化に対しても安定であることを確認した。また、ECPセンサーへの照射影響としてジルコニアへの照射誘起伝導の影響を評価し、ジルコニアに照射誘起伝導は生じるもののECPセンサー機能には影響を及ぼさないことを示した。
内田 俊介*; 佐藤 智徳; 森島 祐介*; 廣瀬 達也*; 宮澤 孝裕*; 柿沼 永郎*; 佐藤 義之*; 臼井 直志*; 和田 陽一*
Proceedings of 12th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors (CD-ROM), p.19 - 29, 2005/00
沸騰水型原子炉(BWR)の冷却水には水の放射線分解により生成した過酸化水素と酸素が混在していることが指摘されているが、ステンレス鋼の腐食や応力腐食割れに及ぼす過酸化水素の影響に関するデータは少ない。本研究では、過酸化水素及び酸素を含む、BWRを模擬する高温高圧水に浸漬されたステンレス鋼の静的,動的挙動を周波数依存複素インピーダンス(FDCI)及び腐食電位(ECP)測定により評価した。試験片の表面被膜の多元分析(LRS, SIMS, XPS, 接触電気抵抗測定など)を実施した。その結果、以下が確認された。(1)BWRの通常水質(NWC)が100pp H
Oにより模擬され、水素注入(HWC)は10ppb HOにより模擬できる。(2)HWC下でのECPはNWCと同様に高いが、酸化被膜の溶解はNWCより大変小さい。(3)NWCとHWCの同レベルのECPは被膜の電気抵抗と溶解の複合効果による。(4)100ppbHOに浸漬された試験片の明らかな質量減少が得られた。これらより、BWRの1次冷却水の腐食環境が過酸化水素により決定され、その評価指標がECPだけでは不十分であることが確認された。
塚田 隆; 三輪 幸夫; 宇賀地 弘和; 松井 義典; 板橋 行夫; 永田 暢秋*; 堂崎 浩二*
Proceedings of International Conference on Water Chemistry of Nuclear Reactor Systems (CD-ROM), 5 Pages, 2004/10
材料試験炉(JMTR)において照射誘起応力腐食割れ(IASCC)の発生及び進展試験を予備照射した試験片を用いて実施する計画がある。炉内においては、水の放射線分解により環境中に各種のラジカルや過酸化水素などが含まれるため、炉内環境の評価には腐食電位(ECP)が指標として用いられる。JMTR炉内に装荷する照射キャプセル内で使用するためのFe/Fe
O
型のECPセンサーを開発した。センサーの耐久性を調べるため、高温高圧純水中における熱サイクル試験などを実施した。本研究で開発した炉内測定用ECPセンサーには、高温水中での耐久性を向上させるため、セラミックス隔膜と金属ハウジングの接合部を無電解ニッケルメッキにより保護したが、その有効性が示された。
石橋 正祐紀*; 三好 貴子*; 升元 一彦*; 尾上 博則; 川原 秀二*; 関野 真登*
no journal, ,
花崗岩などの硬岩では、主に割れ目が地下水の移行経路となることから、地下水流動の評価に際しては、割れ目分布の不均質性を再現できる割れ目ネットワーク(DFN)モデルが用いられることが多い。しかし、DFNモデルはモデル化する割れ目の数に応じて複雑なモデルとなり大規模化に際しては、解析時間の増加や解析結果の収束性の低下、そして最悪の場合は、解析ができないなどの問題が生じる。そこで、大規模なモデルを構築する場合は、DFNモデルから任意のメッシュサイズの等価な透水性や空隙率を算出した連続体モデル(等価不均質連続体(ECPM)モデル)が適用されることがある。一方、DFNモデルからECPMモデルに変換することで、解析結果への影響が懸念される。そこで、本論ではDFNモデルからECPMモデルに変換する際のメッシュサイズの違いが解析結果に及ぼす影響について検討する。
内田 俊介; 端 邦樹; 塙 悟史; 知見 康弘
no journal, ,
鉄系の合金であるステンレス鋼とNi基合金では、高温水中でのアノード分極特性が異なり、同じ水化学環境でも異なる腐食電位(ECP)を示す。Fe
とNiの溶解度に及ぼす温度とpHの影響を解析し、放射線分解生成種、HO, OおよびHがECPに及ぼす影響の差異を検討した。この結果、PWRの1次冷却系では、Ni基合金はステンレス鋼より若干低い値を取り、pH依存性も若干異なることを示した。シリーズ(6)で求めたラジオリシス評価結果に基づいて、PWR炉心部、その周辺部および蒸気発生器(SG)部でのECPを解析し、1次冷却系主要箇所での水素注入のECPへの影響を評価した。
内田 俊介; 端 邦樹; 塙 悟史; 知見 康弘; 佐藤 智徳
no journal, ,
ラジオリシスと腐食電位の結合解析コードWRAC-Jでは、従来は経験的なステンレス鋼の分極特性に基づくECPの計算を行ってきた。今回発表する改良版WRAC-JAEAでは、(1)高温pHの計算、(2)ラジオリシス計算、(3)酸化被膜効果を組み込んだステンレス鋼やNi基合金などの分極特性と酸化種の分極特性に基づくECPの計算を一貫して可能なコードとした。この結果、本コードでは、プラントの運転条件に応じて、ラジオリシスに及ぼす放射線、pHの影響、ECPに及ぼすLiなどアルカリ金属イオンの直接影響の定量化が可能となり、BWRのみでなくPWR冷却系への適用を可能とした。
内田 俊介; 端 邦樹; 塙 悟史; 知見 康弘; 佐藤 智徳
no journal, ,
ラジオリシスと腐食電位の結合解析コードWRAC-JAEAは、当初、JMTRのインパイルループ実験解析用に開発されたものである。中性のBWR条件から高pHのPWR条件まで広いpH範囲で使用可能であることを示した。BWRでは沸騰の影響が顕著であるが、PWRでもサブクール沸騰の影響への配慮が必要である。炉心部での燃料体に沿った沸騰に伴う分解生成種の液相から気相への移行を解析した。この結果、これまでのBWRの沸騰条件下のみでなく、PWRのサブクール沸騰下でも、本結合解析が適用可能であることを示し、in-pile loop実験解析のみでなく原子力発電プラントの腐食環境評価にも適用可能であることを示した。
