高線量率,高熱負荷冷却系機器における腐食環境の定量化と腐食損傷緩和技術の確立

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13480140
• 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: 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: 加速器 / 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 / 核融合炉

研究概要

1.γ線照射下での隙間部におけるエネルギー吸収量の定量
1)き裂部を模擬した微小隙間模型[材質はステンレス鋼、隙問サイズを可変とし、隙間内部の水質測定を可能するもの]を製作した。分析装置は専攻内既存のものを借用した。
2)室温γ線照射下で隙間部の水中でのエネルギー吸収量を測定し、き裂先端部では、水の放射線吸収量が周辺の構造材からの散乱電子の影響で30%増加することを示した。
[その成果を論文1として公開]
3)照射下での隙間部における放射線分解生成種の湧き出し効果を確認すると共に、ラジオリシスモデルを用いてその効果を定量化した。
4)室温γ線照射下で隙間部の水質(O^2、H_2O_2、pH)を、ラジオリシスモデルを用いて予測計算した。
[その成果を論文2として公開]
2.理論モデルによる上記データの高温への外挿
1)ラジオリシス解析理論モデルに、高温反応定数を適用した。
2)上記室温のデータを高温での状態に外挿し、実機での生成種湧出し効果を評価した。
[その成果を論文3として公開]
3.照射下環境制御型き裂進展速度測定装置の設計と製作
1)310℃まで高温化可能な小型環境制御型き裂進展速度測定装置を設計し、製作した。
2)上記測定装置の連続試験を実施し、長時間無人実験が可能であることを確認した。
装置パラメータの制御、運転監視、データ取得評価をPCで無人化できることを確認
3)上記測定装置による本実験は平成14年度から開始する。
腐食電位、き裂進展、過酸化水素濃度測定など基本的な計測についても準備完了

研究成果

• [文献書誌] T.Satoh, K.Furukawa, K.Iinuma, Y.Satoh, S.Uchida: "Water Chemistry In A Crack Tip Under Irradiation (I), Evaluation Of Gamma-ray Energy Deposition In A Crack Tip"Journal of Nuclear Science and Technology. 38・9. 773-779 (2001)
• [文献書誌] Y.Wada, A.M.Tachibana, N.Uetake, M.Nakamura, K.Akamine, S.Uchida: "Mitigation Effect Of Alkaline Water Chemsirty Upon Intergranular Stress Corrosion Cracking Of Sensitized 304 Stainless Steel"Journal of Nuclear Science and Technology. 38・8. 621-632 (2001)
• [文献書誌] S.Uchida, T.Satoh, K.Furukawa, K.Iinuma, Y.Satoh: "Crevice Chemistry under Gamma Ray Irradiation"Proc. of 10th Int. Symp. Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors, Lake Tahoe, Nevada., National Association of Corrosion Engineers, ISBN : 1-87791. (印刷中). (2001)