| 研究概要 |
1.研究目的
沸騰水型原子炉では,ステンレス鋼製器機・配管の粒界応力腐食割れ(IGSCC)および照射誘起応力腐食割れ(IASCC)の予知・保全対策の確立が急務となっている。SCCはある臨界電位以上で発生することから,腐食電位を決定している溶存酸素(dissolved oxygen ; DO)濃度を計測することで発生を予知することができる。本研究では,貴金属ゲートMOSキャパシタセンサを利用した高温高圧水用DO計測システムを開発することを目的とする。
2.研究成果
(1)高温高圧水用DOセンサーの試作:単結晶シリコン上に多孔質Pt薄膜を形成したMOSキャパシタセンサーを試作し,高温水中での特性評価実験を行った結果,温度が150℃以上になるとシリコン単結晶にクラックを生じることが分かった。そこで,Pt電極と単結晶TiO_2電極とを組み合わせたEOSキャパシタセンサーを試作した結果,本センサーは250℃までの高温水中で動作することが分かった。
(2)高温高圧水中におけるDO応答特性の測定と校正曲線の作製:Pt-TiO_2キャパシタセンサーを用いて,250℃までの各温度におけるDO応答特性を調べ、応答電圧からDOを求めるための校正曲線を作製した。
(3)DO計測システムの作製:(2)で求めたデータを統計的に処理し,各温度における校正曲線を計測装置のソフトウエアーに組み込むことによって,応答電圧と温度の値からDO濃度が出力されるシステムを作製した。
(4)DO濃度とステンレス鋼の腐食電位の関係:作製したDO計測システムによるDO濃度測定とステンレス鋼の腐食電位測定を同時に行い、DO濃度と腐食電位との関係を求めた。このデータを基にして、DO濃度から腐食電位の推定することが可能となった。
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