2015 Fiscal Year Annual Research Report
金属の水腐食によるトリチウムの取り込み・透過機構の解明
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26289364
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
大塚 哲平 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (80315118)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | トリチウム / 水素 / 鉄 / ニッケル / 腐食 / 透過 / ショットピーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、室温付近の低温度領域（30℃～80℃）においてトリチウム水を保管・貯蔵または輸送する際に、金属の水腐食により発生したトリチウムがどのように水／金属表面から取り込まれ、透過するのか、その取り込みから透過にいたるまでの機構を明らかにすることである。本年度は、金属の表面処理が純鉄へのトリチウム取り込み・透過挙動にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするとともに、金属／水界面でのトリチウム透過挙動を明らかにすることができた。
金属表面のショットピーニング処理はステンレス鋼の応力腐食割れ対策として知られており、表面残留圧縮応力によりき裂発生を抑えるためのものである。金属表面に圧縮応力や欠陥が導入されると、金属への水素取り込み挙動が変化することが予想された。本研究では0.08 mm径および0.6 mm径の2種類の異なる大きさのメディアを用いてショットピーニングした純鉄試料を作成した。150℃～300℃の温度範囲でトリチウム透過試験を実施したところ、水素透過挙動はショットピーニングの有無の影響をほとんど受けないことがわかった。今後は、30℃～100℃付近の調査を継続するとともに、水腐食トリチウム透過実験についても調べる予定である。
これまでは、水腐食により発生したトリチウム（水素）がどのように金属に取り込まれ、裏側に透過してくるのかを調べてきた。今回は、純ニッケル中に取り込まれたトリチウムがどのように純水中に透過してくるのかを調べた。30度において純ニッケルに取り込まれたトリチウムの水中への水素透過係数は、ニッケルから真空中への値に対して1/2500程度であったことがわかった。この原因として、透過側金属表面の酸化膜によってトリチウム透過が妨げられたことが考えられる。今後は、純鉄およびステンレス鋼について温度を変えて実験を実施する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本年度8月に、九州大学の大規模移転計画に従い、これまで利用してきた工学部等RI取扱実験室がアイソトープ統合安全管理センターへと統合移転した。これに伴い、全ての実験を中止し、装置の梱包と移動、開封・設置作業を行う必要があった。このため、実験研究に大きな遅れが生じた。新しいセンターでは、速やかにトリチウム取扱いのための環境を整え、10月には研究を開始している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究代表者は来年度、九州大学から近畿大学に異動することが決定した。着任後、速やかに近畿大学原子力研究所RI実験室におけるトリチウム取扱い環境を整える予定である。また、九州大学アイソトープ統合安全管理センターを引き続き利用できるようにするとともに、富山大学および量子科学技術研究開発機構のトリチウム実験施設を利用できるように手配し、実験研究を滞りなく円滑に進める予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度、九州大学の大規模移転計画に従い、これまで利用してきた工学部等RI取扱実験室がアイソトープ統合安全管理センターへと統合移転した。これに伴い、全ての実験を中止し、装置の梱包と移動、開封・設置作業を行う必要があった。また、本研究代表者は来年度、九州大学から近畿大学に異動することが決まった。基金分を次年度に繰り越す理由は、新しい環境で速やかに実験設備を整え、実験計画を円滑に遂行するためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
着任後、速やかに近畿大学原子力研究所RI実験室におけるトリチウム取扱い環境を整える予定である。また、九州大学アイソトープ統合安全管理センターを引き続き利用できるようにするとともに、富山大学および量子科学技術研究開発機構のトリチウム実験施設を利用できるように手配し、実験研究を滞りなく進める予定である。繰り越した基金は、これらのRI実験室への実験設備およびトリチウム源の移動経費や利用経費として使用する。
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