報告書番号

T98049

タイトル（和文）

PWR1次系における亜鉛注入による被ばく低減および腐食抑制効果 -亜鉛，ニッケルおよびコバルトスピネル酸化物の溶解度-

タイトル（英文）

The effect of zinc injection into PWR primary coolant on the reduction of radiation buildup and the corrosion control - The solubilities of zinc, nickel, and cobalt spinel oxides -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

PWR 1次系の被ばく低減対策として亜鉛注入が検討されており，その効果は実験的に確認されつつあるが，低減効果上最適な亜鉛濃度，腐食抑制効果の有無，さらに燃料被覆管への影響など検討事項が残されている。特に腐食抑制効果の有無については，亜鉛およびニッケルスピネル酸化物の溶解度測定および溶解度に関する熱力学的検討が必要とされている。そこでPWR 1次系環境下でのZn-Cr-H2O，Ni-Cr-H2O系およびCo-Cr-H2O系の高温水における電位－pH図を作成し，さらにZn-Cr，Ni-CrおよびCo-Crスピネル酸化物の溶解度を計算により求め，亜鉛注入によるPWR 1次系中のニッケル基合金に対する被ばく低減および腐食抑制効果について考察した。その結果，ニッケルクロマイト皮膜が生成しやすいpH環境下では，亜鉛注入による被ばく低減効果に加え優れた腐食抑制効果が期待できることが明らかとなった。

概要 （英文）

The use of zinc injection into PWR primary coolant to reduce radiation buildup has been widely studied, and the reduction effect has been experimentally confirmed. However, some items, such as the optimal concentration of zinc required to reduce radiation buildup, the corrosion control effect of zinc injection, and the influence of zinc injection on the integrity of fuel cladding, have not been clarified yet. In particular, the corrosion suppression effect of zinc remains unconfirmed. Therefore, it is necessary to measure and calculate the solubilities of zinc and nickel spinel oxides, which are formed on the surface of Ni-based alloys in PWR primary systems.In this study, in order to assess the effectiveness of zinc injection in the reduction of radiation buildup and the corrosion control of Ni-based alloy, the potential-pH diagrams for Zn-Cr-H2O, Ni-Cr-H2O, and Co-Cr-H2O systems at 300℃ were constructed and the solubilities of Zn-Cr, Ni-Cr, and Co-Cr spinel oxides were calculated.It is concluded that under pH conditions for which NiCr2O4 is stable, zinc injection is effective in corrosion control as well as in reducing radiation buildup.

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