研究課題
基盤研究(B)
1)H_2O_2濃度制御技術の高度化オートクレープとH_2O_2注入およびサンプリング管内を四フッ化エチレンでライニングした既開発の高温高圧H_2O_2水ループの高流速化、内容積の縮小、最適化により、試験部で常に90%以上のH_2O_2が残存することを確認し、O_2の共存を最小にしたH_2O_2雰囲気で長時間安定に材料腐食挙動の測定を可能とする実験手法を確立した。ルミノール化学発光分光法に基づくフローセル型の高感度かつ簡便なH_2O_2濃度測定法を開発し、サブppbのH_2O_2濃度を、迅速に測定可能な技術を確立した。2)材料腐食挙動のin-situ計測ECPのほか、複素インピーダンス(FDCI)、接触抵抗の測定により、ステンレス鋼の腐食で形成される酸化皮膜の性状と酸化反応を、高温水中でin-situ測定できる技術を確立した。また、FDCIとECPの計測を組合せたオンラインH_2O_2濃度モニタを開発した。3)多元表面分析による酸化皮膜性状解析SEM、STEM-EDX、LRSなどを組み合わせた多元表面分析技術を駆使し、酸化皮膜は、内外二層で構成され、H_2O_2雰囲気では、H_2O_2の分解で生ずるOHラジカルの影響で、電気抵抗の高い緻密な内層が形成され、ECPは高いが、逆に腐食は抑制されることを示した。4)H_2O_2の腐食挙動への影響H_2O_2の酸化によるアノード電流と還元によるカソード電流が相殺し、広いH_2O_2濃度域で一定のECPを示すが、腐食電流は濃度と共に低下し、き裂進展速度も低下する。実験室と実機BWR環境での腐食挙動の差異の要因がH_2O_2の存在と酸化皮膜性状によることを明らかにし、高経年化プラント対応の材料研究のためには、H_2O_2雰囲気でのデータ蓄積が必須であることを示した。なお、本研究成果に、先の2件の科研費研究(課題番号13480140、課題番号16360467、いずれも2001.4-2004.3)を加えた成果で、2006年度日本原子力学会賞技術賞を受賞した。p/
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