| 研究課題/領域番号 |
14380238
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 埼玉工業大学 |
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研究代表者 |
石榑 顕吉 埼玉工業大学, 先端科学研究所, 教授 (90010975)
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| 研究分担者 |
田中 虔一 埼玉工業大学, 先端科学研究所, 教授 (00016718)
浅井 圭介 東北大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60231859)
巨 東英 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (10255143)
小野 昇一 (財)産業創造研究所, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | ステンレス鋼 / 応力腐食割れ(SCC) / 腐食電位(ECP) / 炉水の放射線分解 / 計算機シミュレーション / 過酸化水素 / OHラジカル / 表面酸化被膜 |
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| 研究概要 |
原子炉の構造材であるステンレス鋼の応力腐食割れ(SCC)の制御にはその腐食電位(ECP)の制御が重要である。本研究はECPに及ぼす各種因子の効果を解明しようとするものである。
構造材のECPを支配する重要な因子は炉水の放射線分解によって生ずる酸化種である。BWRの炉水を想定し、種々の条件化で均一系における放射線化学反応の動力学シミュレーションを行った。主要な酸化種はH_2O_2とO_2であるが、ある種の条件下でOHラジカルの寄与が無視できないことを見出した。
混成電位法によるECPの計算で、従来考慮されてこなかった界面に形成される拡散層内の放射線分解と拡散過程の両者を取り入れた近似モデルを構築し、拡散層内の化学種濃度分布を計算した。層内の放射線分解を考慮すると、カソード反応の限界電流密度が、ある種の条件下で従来法に比して1桁以上増大し、その結果ECP値を高くすることが明らかとなった。
ECPの計算で使用するアノード分極曲線は表面酸化被膜の性状に大きく影響される。予め被膜付与を行った試料のアノード分極曲線の測定から、マグネタイト(M_3O_4)やフェライト(MFe_2O_4)に比してヘマタイト(Fe_2O_3)を主成分とする被膜は不動態電流密度を低下させ、結果としてECPを押し上げる効果があることが分かった。
ヘマタイトを表面に付与した試料の光照射下の分極挙動を追跡した。光照射によってECPが低下し、アノード不動態電流密度が増大することが明らかになった。この結果は、ヘマタイトがn型半導体であることから、光照射で生成する励起子の効果として説明することができた。
貴金属注入技術に関連して、酸化被膜中取り込まれたPtの性状とECPに及ぼす影響について調べた。
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