過酸化水素の高温水中での濃度制御とステンレス鋼の応力腐食割れへの影響の定量化

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13358007
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 内田 俊介 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60321973)
• 研究分担者: 和田 陽一 (株)日立製作所, 電力電機開発研究所N2部, 研究員 ; 佐藤 義之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00005480) ; 飯沼 恒一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40005484)
• キーワード: 沸騰水型原子炉 / 冷却系 / 応力腐食割れ / 過酸化水素 / 腐食電位 / 放射線分解 / き裂進展速度

研究概要

1.腐食電位およびSCCき裂進展速度の相関の定量化[1]
(1)過酸化水素、酸素の酸化種濃度をパラメータとして、腐食電位とき裂進展速度の相関を定量
(2)酸化被膜性を分析し、過酸化水素雰囲気ではヘマタイト系高電気抵抗被膜形成を確認
(3)酸化種濃度と腐食電位およびき裂進展速度の相関に及ぼす表面性状の影響について評価
2.予測値と実測値の比較に基づく測定結果の吟味[2]
(1)原子炉炉内での放射線分解による腐食性生成種濃度の予測
(2)上記(1)雰囲気での腐食電位およびSCCき裂進展速度の予測
(3)上記(1)を模擬した過酸化水素雰囲気での腐食電位およびSCCき裂進展速度の実測
(4)上記(2)と(3)の比較に基く、予測手法の校正
(5)腐食電位、き裂進展速度予測手法の実機BWRへの適用上の問題点とその限界性を評価
(6)研究結果の学会発表、寄稿による国際的な議論の喚起とデータの認知、標準化への挑戦
3.新しい腐食環境評価指標の導出[3]-[5]
(1)新しい腐食環境評価指標の提案
(2)本評価指標に基づく新しいプラント制御法の提示
(3)わが国の軽水炉の顕在化している炉内構造材の応力腐食割れなどに対する信頼性向上策として、新しい水化学制御法を提示すると共に余寿命評価技術へと発展させる*
[公開あるいは公開予定論文に対応]

研究成果

• [文献書誌] S.Uchida, T.Satoh, K.Furukawa, Y.Murayama, J.Sugama, N.Yamashiro, K.Iinuma, Y.Satoh, Y.Wada, M.Tachibana: "Characterization of Oxide Films on Stainless Steel Exposed to Hydrogen Peroxide and Oxygen in High Temperature Water"11th Int.Symp.Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors, Stevenson, Washington, National Association of Corrosion Engineers Aug.10-14(2003). (CD Version). (2003)
• [文献書誌] S.Uchida, T.Satoh, K.Furukawa, Y.Murayama, J.Sugama, N.Yamashiro, K.Iinuma, Y.Satoh, Y.Wada, M.Tachibana: "Characterization of Oxide Films on Stainless Steel Exposed to Hydrogen Peroxide and Oxygen in High Temperature Water"Pro.Sym.On Water Chemistry and Corrosion in Nuclear power Plants in Asia 2003, Nov.11-12, Fukuoka, Japan (2003). 214 (2003)
• [文献書誌] T.Satoh, K.Furukawa, K.Iinuma, Y.Satoh, S.Uchida: "Water Chemistry In A Crack Tip Under Irradiation (II), Evaluation of Oxidant Concentration in the Crack Tip"Journal of Nuclear Science and Technology. 40・5. 334-342 (2003)
• [文献書誌] H.Takiguchi, H.Takamatsu, S.Uchida, K.Ishigure, M.Nakagami, M.Matsui: "Water Chemistry Data Acquisition, Processing, Evaluation and Diagnostic Systems in Light Water Reactors"J.Nucl.Sci.Technol. 41・2(in print). (2004)
• [文献書誌] J.Sugama, S.Uchida, N.Yamashiro, Y.Morishima, T.Hirose, T.Miyazawa, To Satoh, Y.Satoh, K.Iinuma: "Effects of Hydrogen Peroxide on Corrosion of Stainless Steel (II) Evaluation of Oxide Film Properties by Complex Impedance Measurement"J.Nucl.Sci.Technol. (to be published). (2004)