JP2002040190A

JP2002040190A - 原子力プラント構造物の表面処理方法および原子力プラント

Info

Publication number: JP2002040190A
Application number: JP2000226193A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nakamura; 雅人中村; Yamato Asakura; 大和朝倉; Kazuhiko Akamine; 和彦赤嶺; Katsumi Osumi; 克己大角; Yoshiyuki Takamori; 良幸高森; Masanori Sakai; 政則酒井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、原子力プラントにおいて、水
素注入の有無にかかわらず、原子力プラント構造物の腐
食電位を低下できる原子力プラント構造物の表面処理方
法及び原子力プラントを提供することである。【解決手段】原子炉炉水と接触する原子力プラント構造
物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン
拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出
発物質を含む無電解メッキ液を接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力プラント構
造物の表面処理方法および原子力プラントに関し、特
に、原子炉炉水に接する原子力プラント構造物の腐食抑
制に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、原子力プラントにおいて、原子炉
或いは配管などを構成している原子力プラント構造物の
ＩＧＳＣＣ（粒界型応力腐食割れ）対策の一つとして炉
水中への水素注入が広く適用されている。しかし、ＩＧ
ＳＣＣのポテンシャルをそのしきい値となる電位（原子
炉を構成する構造物（例えば、原子炉圧力容器。以下、
原子炉を構成する構造物を原子炉構造物と言う）の大部
分を占めるステンレス鋼の場合、約−２３０ｍＶvsＳＨ
Ｅ）以下に低下させるには、多量の水素を注入する必要
がある。水素注入量の増加は、主蒸気系に排気される放
射性窒素量の増加をもたらし、主蒸気系線量率が増加す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この問題は、特許第28
18943 号公報および特開平７−１９８８９３号公報に記
載されている貴金属注入、即ち原子炉炉水に貴金属を含
む溶液を注入することによって解消される。注入された
金属は原子炉圧力容器及び炉内構造物等の原子炉構造物
の表面に付着される。付着された貴金属（Ｐｔ，Ｒｈ，
Ｐｄ等）の触媒作用により、水素の酸化によるアノード
反応が促進され、貴金属が注入されていない場合に比べ
少量の水素注入量で、原子炉構造物の腐食電位を臨界電
位以下に低下させることができる。しかしながら、貴金
属注入は少なくとも原子力プラントの通常運転時におい
て水素注入を必要とする。また、有機金属化合物を炉水
中に注入する方法においては、炉水中に有機物が存在し
ている場合には、水素を追加しなくてもよいが、腐食電
位の低下を継続させるためには、水素注入によって腐食
電位を低下させる必要がある。

【０００４】本発明の目的は、原子力プラントにおい
て、水素注入の有無にかかわらず、原子力プラント構造
物の腐食電位を低下できる原子力プラント構造物の表面
処理方法及び原子力プラントを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様は、
原子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の
表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有す
る酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む
無電解メッキ液を接触させる。本実施態様によれば、無
電解メッキ液との接触により、電気絶縁物及び格子内酸
素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れか（以
下、電気絶縁物などという）に転化する出発物質（以
下、単に出発物質という）を含む金属の皮膜が原子力プ
ラント構造物の炉水側表面に形成される。出発物質が電
気絶縁物に転化することによって、水素注入の有無にか
かわらず原子力プラント構造物の腐食電位を低下でき
る。また、電気絶縁物を含む金属の皮膜によって、原子
力プラント構造物の炉水側表面における湿食の酸化皮膜
成長が抑制される。従って、炉水中の放射性イオンが湿
食による酸化皮膜の成長と共に酸化皮膜中に取り込まれ
る事によって生じる原子力プラント構造物の表面線量率
の上昇を抑制することができる。また、出発物質を酸化
物に転化することによって、この酸化物の格子内酸素イ
オン拡散性により、酸化物と接している金属に酸素イオ
ンが供給されるので、炉水と接していない金属が乾食で
酸化される。この乾食による金属の酸化は徐々に進行す
るため、金属の乾食酸化は継続される。従って、水素注
入の有無にかかわらず原子力プラント構造物の腐食電位
を長期にわたって低下できる。この場合、乾食酸化によ
る酸化皮膜が原子力プラント構造物の炉水側表面の湿食
酸化による酸化皮膜の成長を抑制するので、原子力プラ
ント構造物の表面線量率の上昇を抑制できる。

【０００６】本発明の他の実施態様は、原子力プラント
構造物の化学除染後に、原子炉炉水と接触する原子力プ
ラント構造物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内
酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに
転化する出発物質の少なくとも一方を含む無電解メッキ
液を接触させる。本実施態様によれば、出発物質を電気
絶縁物などに転化することによって、電気絶縁物などを
含む金属の皮膜が原子力プラント構造物の炉水側表面に
形成される。そのため、水素注入の有無にかかわらず原
子力プラント構造物の腐食電位を低下できる。それによ
り、原子力プラント構造物の表面線量率の上昇を抑制で
きる。更に、化学除染により原子力プラント構造物の表
面に付着した腐食生成物が除去されるので、電気絶縁物
などを含む金属の皮膜をより均一に形成することができ
る。

【０００７】本発明の他の実施態様は、出発物質を含む
無電解メッキ液の注入口を有する無電解メッキ液供給装
置を原子炉容器と原子炉容器蓋の間に設置し、前記無電
解メッキ液供給装置から前記原子炉容器内に前記無電解
メッキ液を注入する。本実施態様によれば、原子炉容器
と原子炉容器蓋の間に設置した無電解メッキ液供給装置
から無電解メッキ液を注入することにより、原子炉容器
の上方に原子炉容器を設置した状態で無電解メッキ液を
炉内に注入することが出来る。更に、原子炉容器と原子
炉容器蓋の間以外に設置した無電解メッキ液供給装置か
ら無電解メッキ液を注入する場合よりも、原子炉容器外
に無電解メッキ液の蒸気が飛散しない。

【０００８】本発明の他の実施態様は、原子炉容器の炉
水側の表面及び原子炉容器内に設置された炉内構造物の
炉水側表面の少なくとも何れかに、電気絶縁物などの少
なくとも一方に転化する出発物質（例えば水酸化ジルコ
ニウム）を含む金属の皮膜が形成されている。

【０００９】

【発明の実施の形態】貴金属注入においては少量ではあ
るが水素を炉水に注入する必要がある。また、有機金属
化合物を炉水中に注入する方法においては、腐食電位の
低下を継続させるためには水素注入を必要とする。

【００１０】発明者らは、水素注入による腐食電位低下
を必要とせずとも、原子炉構造物の腐食電位を低下させ
る方法を種々検討した。その結果、発明者らは電気絶縁
物や格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物に転化する
出発物質（例えば水酸化ジルコニウム）を含む金属（例
えばＮｉ）の層を、腐食対象物である原子炉構造物の炉
水側表面に形成することによって原子炉構造物の腐食電
位を低下できる、という新しい知見を見出した。この場
合の電気絶縁物とは、腐食対象物に対して、約１０の５
乗倍以上大きな電気抵抗を有する物質を言う。本発明は
この新しい知見に基づいてなされたものである。発明者
らは、出発物質を含む金属層の形成が無電解メッキによ
って可能であることも新たに見出した。以上の検討結果
を以下に具体的に説明する。

【００１１】無電解メッキ処理はビーカ内で行い、板状
試験片（１０mm×２０mm×２mm）を吊り上げ、無電解メ
ッキ液の懸濁液をスターラで攪拌して処理した。本実験
で用いた無電解メッキ液は、無電解メッキ液（水）１リ
ットルに対して、硫酸ニッケル３０ｇ，酢酸ナトリウム
１０ｇ，次亜リン酸ナトリウム１０ｇの水溶液に水酸化
ジルコニウム（Ｚｒ(ＯＨ)₄）の粒子２，５，１０ｇを
含んでいる３種類である。以下、Ｚｒ(ＯＨ)₄ の粒子を
混入させた無電解メッキ液を、単に無電解メッキ液と言
う。この無電解メッキ液の懸濁液にステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３０４）の平板を浸漬させ、無電解メッキ液を９０℃
に加熱してスターラで攪拌しながら、ステンレス鋼に対
して無電解メッキを行った。このメッキ処理に要した時
間は５時間である。無電解メッキによって、Ｚｒ(ＯＨ)
₄ の粒子を含むＮｉの皮膜がステンレス鋼板の表面に形
成された。また、Ｚｒ(ＯＨ)₄ の粒子を混入させない無
電解メッキ液（即ち、Ｚｒ(ＯＨ)₄含有量０ｇ）を用い
て同様の条件で無電解メッキ処理を行ったステンレス鋼
板を作成した。尚、硫酸ニッケルの替わりに、硝酸ニッ
ケルを用いても同様の効果が得られる。

【００１２】これら、Ｚｒ(ＯＨ)₄含有量０ｇ，２ｇ，
５ｇ，１０ｇの無電解メッキ液で無電解メッキ処理した
ステンレス鋼板４種類，ＳＵＳ３０４板及びＰｔ板を試
験片としてステンレス腐食電位(ＥＣＰ：Electrochemic
al Corrosion Potential）の測定を行った。測定は、２
８０℃、溶存酸素濃度２００ppb の水中に試験片を浸漬
した状態で行った。水の流速は約１ｃｍ／秒である。Ｅ
ＣＰの測定は、何れの試験片の場合も、水に水素を注入
しない状態で行った。

【００１３】これら５種類の試験片のＥＣＰの測定結果
を図８に示す。水酸化ジルコニウム含有無電解メッキ処
理をしたステンレス鋼板（即ち、Ｚｒ(ＯＨ)₄ 含有量が
２ｇ，５ｇ，１０ｇのもの）は−３００ｍＶvsＳＨＥま
で低下し６００時間たっても、ＥＣＰは安定した。一
方、水酸化ジルコニウムを含まない無電解メッキ処理を
したステンレス鋼板は、ＥＣＰは一旦低下したものの、
その後０ｍＶvsＳＨＥ付近まで上昇した。又、むくのス
テンレス鋼（無電解メッキ処理をしていないステンレス
鋼）のＥＣＰは、同じ試験条件では、０ｍＶvsＳＨＥで
あることを確認した（図示せず）。

【００１４】以上のように、無電解メッキ処理を行う
と、ステンレス鋼の腐食電位は、水素注入をしなくて
も、応力腐食割れが発生しない電位しきい値の−２３０
mVvsSHEよりも著しく低下する。水素注入が必要ないの
で前述の無電解メッキを原子力プラントの構造材に適用
した場合には、主蒸気系線量率も上昇しない。

【００１５】又、図９に示すように、無電解メッキ処理
をしたステンレス鋼の腐食電位は、溶存水素が存在しな
くても低い値を示すが、溶存水素が存在すると腐食電位
は更に低下することが分かった。

【００１６】電気絶縁物又は格子内酸素イオン拡散性を
有する酸化物（酸化ジルコニウムＺｒＯ₂ ）に転化する
出発物質として、水酸化ジルコニウム（Ｚｒ(ＯＨ)₄ ）
を用いることは、以下に述べる理由で、腐食電位の大き
な低減効果があると考えられる。水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)₄）が転化することに
よって（この場合の転化は脱水反応である）で得られる
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）には、非晶質の形態のＺ
ｒＯ₂が多く含まれ、触媒活性が高い。炉水温度にて、水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)₄）か
ら転化した酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）は、微細化さ
れ比表面積が大きい。水酸化ジルコニウム（Ｚｒ(ＯＨ)₄）は、ＺｒＯ₂に比
較し、メッキ液中での分散性が良いので、均一な複合メ
ッキ層の形成が可能である。

【００１７】次に、原子力プラントの原子力容器への、
前述の無電解メッキの適用例について述べる。前述の無
電解メッキ液を原子炉容器内に供給することにより、原
子炉構造物に使用されている母材であるステンレス鋼の
炉水側の表面に、電気絶縁物に転化する出発物質（例え
ばＺｒＯＨ₄ ）を含むＮｉ層を形成する。このＮｉ層の
形成により、母材の腐食電位が低下し、また、Ｎｉ層表
面の放射性物質の付着も抑制される。

【００１８】以下に、腐食電位の低下および放射性物質
の抑制の理由について述べる。Ｚｒ(ＯＨ)₄などの粒子
を含む無電解メッキ液を原子炉内に供給すると、原子炉
構造物の炉水側表面にＺｒ(ＯＨ)₄粒子を含むＮｉ層が
形成される。Ｚｒ(ＯＨ)₄粒子を含むＮｉ層が高温水
（１００℃以上）に接触すると、Ｎｉ層は徐々に酸化さ
れ、炉水中に溶出したＮｉイオンが構造物の材料（ステ
ンレス鋼など）から溶出したＦｅイオンと化合して、Ｎ
ｉ層がＮｉ−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ₂Ｏ₄）の層に変
化する。又、Ｚｒ(ＯＨ)₄ 粒子は、加熱により脱水さ
れ、触媒活性の高い非晶質のＺｒＯ₂ 粒子に転化され
る。

【００１９】転化されたＺｒＯ₂ 粒子は化学的に安定性
が高いため、そのままの化学形態が維持され、結果的に
原子炉構造物の炉水側表面が、Ｎｉ−Ｆｅ複合酸化物
（ＮｉＦｅ₂Ｏ₄）と、ＺｒＯ₂ 粒子でコーティングされ
た状態になる。

【００２０】ＮｉＦｅ₂Ｏ₄は原子炉炉水に対して化学的
に安定で溶解度も低い。原子炉構造物の炉水側表面に緻
密な耐食性の酸化物層が形成されるので、原子炉構造物
が炉水と直接接触することが防止される。その結果、電
気化学的には母材の溶解反応（金属原子が電子を放出し
金属イオンになる反応：Ｍ→Ｍ⁺＋ｅ、Ｍは金属を表
す。）が抑制され、構造物表面の湿食の酸化による酸化
皮膜の成長が抑制される。

【００２１】原子炉炉水中の放射性イオンは原子炉構造
物の湿食の酸化による酸化皮膜の成長と共に、皮膜中に
取り込まれ、原子炉構造物の表面線量率を上昇させる。
したがって、コーティングにより、湿食の酸化による酸
化皮膜成長が抑制される結果、表面線量率の上昇も抑制
させる効果が得られる。ＮｉＦｅ₂Ｏ₄の電気抵抗はＺｒ
Ｏ₂ 等の電気絶縁体に比べて、顕著に低いため、電気化
学的なカソード反応（炉水中の酸素や過酸化水素が電子
を受け取る還元反応）に対する抑制効果は小さい。その
ため、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄メッキのみではカソード反応とアノ
ード反応のバランスで決定される腐食電位の低減効果は
小さい。

【００２２】これに対し、ＺｒＯ₂粒子は、室温から原
子炉定格運転時の炉水温度(約280℃)の範囲（以下、原
子炉炉水温度範囲と言う）での炉水への溶解度が小さい
だけでなく、原子炉炉水温度範囲での電気抵抗がＮｉＦ
ｅ₂Ｏ₄及び原子炉構造物に比べて約１０の９乗倍以上大
きい。したがって、ＺｒＯ₂ 粒子は原子炉構造物に対し
て電気絶縁性が大きく、カソード反応を効果的に抑制す
る。その結果、局部的な腐食抑制効果が発揮され、カソ
ード反応とアノード反応のバランスで決定される腐食電
位も低下する。

【００２３】ＺｒＯ₂ 粒子を含むＮｉＦｅ₂Ｏ₄層混合皮
膜の電気抵抗は、ＺｒＯ₂ 粒子の混合割合の増加と共に
増加するが、ＺｒＯ₂ の比抵抗が充分大きいため、粒径
１μｍ以下の小粒径のＺｒＯ₂ 粒子をＮｉＦｅ₂Ｏ₄皮膜
に混合させることで、充分高い電気抵抗を発揮させるこ
とができる。また、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄の緻密な微細結晶中に
ＺｒＯ₂ の微細粒子が安定に保持される結果、ＮｉＦｅ
₂Ｏ₄とＺｒＯ₂ 粒子の混合皮膜の耐久性も高く、長期に
渡って、腐食抑制効果が発揮される。

【００２４】以下に腐食電位が低下する原理を述べる。
材料の腐食電位（ＥＣＰ）は金属上でおこるカソード反
応とアノード反応のつりあう点で決定される。金属表面
では図４に示すように、拡散層を介して電子の授受反応
がおこっている。電子の授受は電子を供給するアノード
反応と電子を受け取るカソード反応からなり、アノード
側では金属の溶解（Ｍ→Ｍ⁺＋ｅ）あるいは水素の酸化
（Ｈ₂ →２Ｈ⁺＋２ｅ）などの酸化反応がおこる。一
方、カソード側ではこの電子を受け取り、酸素や過酸化
水素の還元反応がおこる。一般にアノ−ド反応，カソ−
ド反応として下記が知られている。（アノード反応）Ｍ → Ｍ⁺ ＋ｅＨ₂ → ２Ｈ⁺ ＋２ｅＭ＋Ｈ₂Ｏ → ＭＯ＋２Ｈ⁺ ＋２ｅ（カソード反応）Ｏ₂ ＋４ｅ＋４Ｈ⁺ → ２Ｈ₂ＯＨ₂Ｏ₂ ＋２ｅ＋２Ｈ⁺ → ２Ｈ₂Ｏ図５に示すようにアノード反応とカソード反応がつりあ
い、電子の授受が平衡になる電位を腐食電位と呼んでい
る。

【００２５】酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）の場合、電
気絶縁性に富んでいるため、カソード反応が極度に抑制
されるため、カソード反応は電位−電流密度曲線が図６
に示すように、（ａ）から（ｂ）のように変化する。一
方、アノード反応の電位−電流密度曲線（ｃ）はＺｒＯ
₂ カソード反応の電位−電流密度曲線の変化に比べて、
ステンレス鋼とＺｒＯ₂ で大きく違わない。その結果、
腐食電位は電位ｇから電位ｈに低下する。

【００２６】更に、炉水と接しているＺｒＯ₂ 粒子は、
以下の電位低下メカニズムが生じている。メッキ液中に
含まれるＺｒＯ₂ 粒子は、高温水中での溶解度が小さい
だけでなく、格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物と
して知られている。そのため、メッキ表面では図１１に
示すように、ＺｒＯ₂ 内を酸素イオンＯ^2-が移動し、以
下の（化１）から（化４）の素反応が起こる。炉水中で
は、水の解離（化１）及び水酸イオンの解離（化２）に
より酸素イオン（Ｏ^2-）が生成する。ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ₂ ）には、酸素イオン（Ｏ^2-）の空孔が存在するため
に、ジルコニア格子内で酸素イオン（Ｏ^2-）が移動する
性質を有する。炉水中で生成した酸素イオン（Ｏ^2-）
は、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）表面に接すると、（化３）
に示すように、ジルコニアとＮｉ側の境界面に移動す
る。ジルコニアとＮｉ側の境界面に移動到達した酸素イ
オン（Ｏ^2-）は、（化４）に示すようにＮｉと反応して
酸化物を形成する。

【００２７】

【化１】

【００２８】

【化２】

【００２９】

【化３】

【００３０】

【化４】

【００３１】炉水と接しているＺｒＯ₂ を介して酸素イ
オン（Ｏ^2-）がＺｒＯ₂ の周囲のＮｉにも供給されるた
め、炉水と接していないＮｉも酸化が促進される。その
結果、全体として（化５）のようなアノード反応が促進
される。

【００３２】

【化５】

【００３３】図１２に示すように、（化５）におけるア
ノード曲線（ｅ２）はＳＵＳ母材のアノード曲線（ｅ
１）と比較し、同じ電位でも電流がより流れる方向にあ
る。そのため、メッキ処理後のステンレス母材のアノー
ド曲線は（ｅ）に変化する。その結果カソード反応とア
ノード反応のバランスで決定される腐食電位は電位ｉか
ら電位ｊに低下する。

【００３４】特許第2818943 号公報や特開平７−１９８
８９３号公報に記載されているような貴金属注入の場合
は、母材上に付着した貴金属上で、水素の酸化反応（Ｈ
₂ →２Ｈ⁺ ＋２ｅ）が促進される。つまり、同じ反応の
ポテンシャル（電位）で、電子の放出が頻繁になるた
め、図７に示すようにアノード反応の電位−電流密度曲
線が（ｄ）から（ｅ）のように変化する。一方、カソー
ド反応の電位−電流密度曲線（ｆ）は、アノード反応の
電位−電流密度曲線の変化の度合いに比べ大きく変化し
ない。その結果、腐食電位が電位ｉから電位ｊに低下す
る。しかし、炉水中に水素が存在しないと、水素の酸化
反応は進行もしくは促進されないため、アノード反応の
（ｄ）から（ｅ）へのような変化はおこらず、腐食電位
は低下しない。したがって、特許第2818943 号公報およ
び特開平７−１９８８９３号公報に記載の貴金属注入は
水素注入と組み合わせないと腐食電位を低下させる効果
を得ることができない。

【００３５】本例によるＺｒＯ₂ 粒子を含むＮｉＦｅ₂
Ｏ₄層を構成する処理方法では、電気絶縁性の酸化ジル
コニウムが母材表面に緻密にコーティングされ母材の腐
食電位を充分に低下させることが可能である。具体的に
は、ＺｒＯ₂ 粒子を含むＮｉＦｅ₂Ｏ₄層を構成すること
により、母材の腐食電位を−２３０ｍＶvsＳＨＥよりも
低下させることができる。しかも、母材の湿食の酸化に
よる酸化皮膜の成長が抑制されるため、放射能付着も抑
制されるという更なる効果がある。

【００３６】以下、本発明を沸騰水型原子力プラント
（以下、ＢＷＲプラントと言う）に用いる好適な実施例
を説明する。（実施例１）本実施例は、無電解メッキを行うためにＢ
ＷＲプラントの定検中に仮設配管を設けて化学除染を行
った後に、該仮設配管を用いて無電解メッキを行う実施
例である。図１に、本実施例における仮設配管の構成図
を示す。本実施例では、BWRプラントの構成機器のう
ち、炉心を内部に収納している容器である原子炉圧力容
器（以下、ＲＰＶと言う）１の内部、及びＲＰＶ１内の
炉水を循環させる配管である再循環系配管２の内側に無
電解メッキを行う実施例である。

【００３７】本実施例の手順を説明する。まず、ＢＷＲ
プラントの定検時において、ＲＰＶ１内から全ての燃料
集合体，制御棒，制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤと言
う）及び炉内核計装管（いずれも図示せず）を取り外
す。その際、炉水は抜かずに後述の仮設配管２１を設置
するのが望ましい。

【００３８】次に、化学除染及び無電解メッキに使用す
る仮設配管２１，還元除染剤（例えばシュウ酸）を注入
するための還元除染剤注入装置５０，酸化除染剤（例え
ば過マンガン酸，過マンガン酸カリウム）を注入するた
めの酸化除染剤注入装置５１（以下、還元除染剤及び酸
化除染剤を総称して化学除染液と言う），ｐＨ調整剤
（例えばヒドラジン）を注入するためのｐＨ調整剤注入
装置２０４，化学除染液中のイオンを吸着するためのカ
チオン樹脂塔５２及び混床樹脂塔２００，必要に応じて
仮設配管内の液体を抜くためのドレン弁５８及びドレン
配管５３，無電解メッキ液を仮設配管２１に注入するた
めの無電解メッキ液注入装置８，化学除染液及び無電解
メッキ液を循環させるための循環ポンプ５，化学除染液
及び無電解メッキ液の温度を調節するためのヒータ２
３，還元除染剤を分解処理する際に用いる触媒５９（例
えば、白金，ルテニウム，ロジウムなどの貴金属、ある
いはこれら貴金属を添着させた活性炭など）を設ける。

【００３９】カチオン樹脂塔５２や混床樹脂塔２００の
上流側には、クーラー２０３を設置し、除染液が樹脂塔
を通過する前に冷却する。仮設配管２１からＲＰＶ１へ
の入口は、ＲＰＶ１とＲＰＶ蓋１９０の間に複数の注入
口７７を持つ仮設リング193を挟み、ＲＰＶフランジ１
９２，仮設リング１９３，ＲＰＶ蓋１９１をボルト（図
示せず）で締めることで取り付ける。また、ＲＰＶ１か
ら仮設配管２１への出口は、ＣＲＤ及び炉内核計装管を
取り付けるためにＲＰＶ１の下部に設けられているＣＲ
Ｄハウジング１９４及び炉内核計装管ハウジング（以
下、ＩＣＭハウジングと言う）１９５の下端を取り外
し、仮設配管２１を取り付ける。仮設配管取り付け時、
全ての弁（５８，２０１，５５，５６，６１，６０，６
３，７１，５７，２０５，５４）は閉じている。

【００４０】仮設リング１９３を挟みＰＲＶ蓋１９１を
閉じることで、ＰＲＶ蓋１９１を閉じた状態で化学除染
液をＲＰＶ１に注入することが出来る。

【００４１】次にＲＰＶ１内の化学除染を行う。化学除
染はＲＰＶ１及び再循環系配管２の内部に付着した腐食
生成物を除去するために行う。腐食生成物とは、放射性
核種に汚染された金属や金属酸化物を示す。まず、循環
ポンプ５を作動させ、ヒータ２３により系統内の水を所
定の温度（例えば９０±５℃）に制御して循環させる。
所定の温度に制御されていることを確認したら、次に、
弁２０５，５４，５５，５６及び６１を開け、還元除染
剤注入装置５０から還元除染剤（例えばシュウ酸）を、
ｐＨ調整剤注入装置２０４からｐＨ調整剤（例えばヒド
ラジン）を、仮設配管２１に注入する。還元除染中は、
ｐＨ＝２.５程度に調整されているのが望ましい。

【００４２】既に循環ポンプ５が運転しているので、仮
設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハウジング１９４及びＩ
ＣＭハウジング１９５，循環ポンプ５，カチオン樹脂塔
５２，ヒータ２３の順で還元除染剤が循環される。再循
環ポンプ３を運転させるとさらによい。これにより、再
循環系配管２を用いてＲＰＶ１内で還元除染剤を循環さ
せることができるので、効率的に還元除染を行うことが
できる。還元除染によりＲＰＶ１や再循環系配管２から
剥がれた腐食生成物はカチオン樹脂塔５２によって取り
除かれる。

【００４３】還元除染が終了した後、還元除染剤（例え
ばシュウ酸）およびｐＨ調整剤（例えばヒドラジン）を
分解する。弁２０５，５４及び６１を閉じ、弁６０を開
ける。次に、弁６３を開け、過酸化水素注入口６２から
過酸化水素（過酸化水素注入タンクは図示せず）を注入
する。注入された過酸化水素及び触媒５９によって、還
元除染剤（例えばシュウ酸）およびｐＨ調整剤（例えば
ヒドラジン）が分解される。分解の際に生成する二酸化
炭素や窒素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントライン（図
示せず）などを利用することにより系統外へ放出され
る。

【００４４】還元除染剤の分解終了後、弁５５，６３，
６０を閉じ、弁２０１，６１を開き、カチオン樹脂塔だ
けでは除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混
床樹脂塔２００に通水して系統水の浄化を行う。浄化終
了後、以下に示す酸化除洗剤の注入工程に進む。

【００４５】次に、弁２０１を閉じ、弁６１及び５７を
開ける。循環ポンプ５及び再循環ポンプ３は作動させた
まま、酸化除染剤注入装置５１から酸化除染剤（例えば
過マンガン酸，過マンガン酸カリウム）を仮設配管２１
に注入する。酸化除染終了後、弁５７を閉じ、弁５４を
開き、シュウ酸により酸化除染剤（例えば過マンガン
酸，過マンガン酸カリウム）を分解する。分解の際に発
生する二酸化炭素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントライ
ン（図示せず）などを利用することにより系統外へ放出
される。

【００４６】酸化除染剤の分解終了後、再び、還元除染
及び還元除染剤分解を行う。還元除染剤の分解終了後、
弁５５を閉じ、弁２０１を開き、カチオン樹脂塔だけで
は除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹
脂塔２００に通水して系統水の最終浄化を行う。

【００４７】以上述べた化学除染の工程（還元除染→還
元除洗剤分解→浄化→酸化除染→酸化除洗剤分解→還元
除染→還元除洗剤分解→最終浄化）終了後、以下に示
す、無電解メッキ液の注入工程に進む。尚、化学除染液
の最終浄化後、系統水の導電率や不純物イオンなどの分
析により（図示せず）、所定の値を逸脱する場合は、系
統水をドレン弁５８を開くことにより、ドレン配管５３
から系統の外へ排出してもかまわない。

【００４８】次に、無電解メッキ処理を行う。弁７１，
５６及び６１を開け、無電解メッキ液を無電解メッキ液
注入装置８からＲＰＶ１に注入する。循環ポンプ５を運
転することにより、仮設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハ
ウジング１９４及びＩＣＭハウジング１９５，循環ポン
プ５，ヒータ２３の順で無電解メッキ液を循環させる。
また、再循環ポンプ３の運転により、再循環系配管２を
用いてＲＰＶ１内で無電解メッキ液を循環させることが
できるので、無電解メッキ層の厚さ及び分布をより均一
にすることができる。無電解メッキの処理温度は、ヒー
タ２３によって制御する。本実施例においては、無電解
メッキ処理温度は９０℃の場合が最も望ましい。温度制
御をしつつ、循環ポンプ５及び再循環ポンプ３によって
無電解メッキ液を循環させることにより、無電解メッキ
液に接触する部材表面を無電解メッキする。

【００４９】無電解メッキ液は、硫酸ニッケル，酢酸ナ
トリウム，次亜リン酸ナトリウムの水溶液に水酸化ジル
コニウム(Ｚｒ(ＯＨ)₄）の粒子を含んだ懸濁液から成
る。各試薬の濃度は、無電解メッキ液１リットル（水）
に対して、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ）３０
ｇ，酢酸ナトリウム１０ｇ及び次亜リン酸ナトリウム１
０ｇを水溶させたものに、水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(Ｏ
Ｈ)₄）を２，５，１０ｇ入れる。また、メッキ処理時間
は５時間である。硫酸ニッケルの替わりに、硝酸ニッケ
ルを用いても同様の効果が得られる。

【００５０】尚、上述の無電解メッキのみならず、実施
条件により成分比を調整した無電解メッキ液を使用して
も良い。また、上村工業（株）製のニムデンＬＰＸ（無
電解Ｎｉメッキ液。ニムデンは上村工業（株）の登録商
標）を用いても良い。

【００５１】無電解メッキ処理終了後、ドレン弁５８を
開け、ドレン配管５３から無電解メッキ液を処理装置
（図示せず）に排出する。次に、仮設配管を取り外し、
通常のプラントの系統に戻す。

【００５２】定検終了後、原子力プラントの定格運転を
行う。定格運転を行うことによって無電解メッキ表面が
高温水（約２８０℃）に曝されるので、無電解メッキ表
面は酸化処理される。

【００５３】本実施例によれば、部材表面への無電解メ
ッキ処理及び高温水による酸化処理により、Ｎｉで覆わ
れたメッキ層は、耐食性の優れたＮｉとＦｅのスピネル
構造をした複合酸化物（ニッケルフェライト，ＮｉＦｅ
₂Ｏ₄）の緻密な層が母材表面に形成される。一方、本実
施例において、Ｎｉメッキ層に含まれる水酸化ジルコニ
ウム(Ｚｒ(ＯＨ)₄）が転化した酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ₂ ）は、原子炉炉水温度範囲にて、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄及び
原子炉構造物に対して１０の５乗倍以上である約１０の
９乗倍以上の電気抵抗を有する電気絶縁性の酸化物であ
り、且つ格子内酸素イオン拡散性を持つ酸化物である。
故に、材料の腐食電位を長期にわたり低下させ且つ放射
性物質の付着が抑制できる酸化皮膜を、無電解メッキを
行った部材表面に形成することができる。

【００５４】また、仮設リングを挟みＰＲＶ蓋を閉じて
いるため、ＰＲＶ蓋を閉じた状態で無電解メッキ液をＲ
ＰＶに注入することが出来る。更に、ＰＲＶ蓋を閉じた
状態で無電解メッキ液をＲＰＶに注入することで、ＰＲ
Ｖ蓋を開けた状態で無電解メッキ液をＲＰＶに注入した
場合よりも、ＲＰＶ外部（オペレーションフロアなど）
に無電解メッキ液の蒸気が飛散しない。

【００５５】なお、本実施例では、無電解メッキを行う
ために、仮設配管２１を化学除染と共用したが、化学除
染用の仮設配管とは別に無電解メッキ用の仮設ラインを
設けても良い。また、化学除染用の仮設配管を先に設
け、化学除染終了後に、その仮設配管を改造して無電解
メッキ用の仮設配管として用いても良い。化学除染の後
に無電解メッキを行うと、原子力プラント構造物表面の
腐食生成物が除去されているので、より均一な無電解メ
ッキを施すことができる。これにより、化学除染をしな
い場合よりも放射性物質の付着抑制効果及び腐食電位の
低下効果を得ることができる。また、再度無電解メッキ
処理する場合には、酸化皮膜が少ないので、除染工程に
おいて、最初の還元除染を省き、酸化除染→還元除染に
工程を簡素化できる。

【００５６】また、本実施例においては、電解メッキで
はなく無電解メッキを行うことにより、メッキを行うた
めに原子力プラント構造物にメッキ用の電極を設置する
必要がなく、該原子力プラント構造物に電流を流す必要
もない。そのため、メッキの対象部と非対象部との間の
絶縁を行う必要がない。更に、電流を流すことによる計
測機器への影響を防ぐことができる。（実施例２）次に、本発明を適用するに好適なＢＷＲプ
ラントの概略を図２により説明する。ＲＰＶ１内で発生
した蒸気は、主蒸気管８３によりタービン８１に供給さ
れ、復水器８２で凝縮されて水となる。この水は、給水
となって給水ポンプ８６の駆動により給水配管８８を通
ってＲＰＶ１に導かれる。給水は、給水配管８８を通る
間に復水浄化設備８４で浄化され、給水加熱器８７で加
熱される。ＲＰＶ１内の炉水は、ポンプ９０の駆動によ
って炉浄化系配管９１を通って再生熱交換器１６，非再
生熱交換器１５及び脱塩器１７によって浄化された後、
再生熱交換器１６，給水配管８８を経てＲＰＶ１に戻さ
れる。再生熱交換器１６，非再生熱交換器１５，脱塩器
１７，ポンプ９０及び炉浄化系配管９１によって、原子
炉浄化系が構成される。

【００５７】また、ＲＰＶ１内の炉水は、再循環ポンプ
３の駆動によって再循環系配管２を通ってＲＰＶ１に戻
される。これによって原子炉内の炉水を循環させる。再
循環ポンプ３及び再循環系配管２によって、再循環系が
構成される。再循環系配管２の途中には再循環系サンプ
リング配管９が設けられている。バルブ１３を開けて、
再循環系サンプリング配管９を通じて炉水を水質モニタ
リング計測器２４に導くことにより、炉水の水質を計測
する。ＲＰＶ１の停止時は、炉水の冷却を行うために、
入口弁９４及び出口弁９５を開け、ポンプ９３を駆動さ
せる。ポンプ９３の駆動により、原子炉内の炉水を残留
熱除去系配管９８を経て熱交換器９７に送り、冷却した
後、再循環系配管２を経てＲＰＶ１に戻す。ポンプ９
３，熱交換器９７及び残留熱除去系配管９８によって残
留熱除去系が構成される。ＲＰＶ１の底部にはＲＰＶ１
内の液体を抜くためのボトムドレン配管３０が設けられ
ている。本実施例では、再循環系サンプリング配管９の
ドレン用に既に設置されている炉水取り出し点を利用し
て、無電解メッキ液を注入する。

【００５８】以下、本実施例の手順を説明する。まず、
ＢＷＲプラントの定検時において、全ての燃料集合体，
制御棒，制御棒駆動機構（ＣＲＤ）及び炉内核計装管
（いずれも図示せず）を取り外し、原子炉圧力容器（Ｒ
ＰＶ）１内の炉水を抜く。次に、再循環系サンプリング
配管９に無電解メッキ液注入配管７５を仮設する。無電
解メッキ液注入配管７５には無電解メッキ液注入装置
８，ポンプ７２，電気ヒータ２３及び弁７１が設けられ
ている。次に、弁１３を閉じる。これにより、無電解メ
ッキ液が水質モニタリング計測器２４側に流れるのを防
ぐことができる。

【００５９】次に、弁７１を開け、ポンプ７２を起動さ
せて、無電解メッキ液をＲＰＶ１内に注入する。無電解
メッキ液は実施例１と同じ物を用いる。無電解メッキ液
は再循環系サンプリング配管９及び再循環系配管２を介
してＲＰＶ１内に注入される。次に、再循環ポンプ３を
起動させる。これにより、無電解メッキ液に接触する部
材表面を無電解メッキする。また、再循環系配管２を用
いてＲＰＶ１内で無電解メッキ液を循環させることがで
きるので、無電解メッキ層の厚さ及び分布をより均一に
することができる。

【００６０】無電解メッキ処理終了後、使用した無電解
メッキ液を抜く。次に、仮設した無電解メッキ液注入配
管７５，無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２及び電
気ヒータ２３を取り外し、通常のプラントの系統に戻
す。定検終了後、原子力プラントの定格運転を行う。定
格運転を行うことによって無電解メッキ表面が約２８０
℃の炉水に曝されるので、無電解メッキ表面は酸化処理
される。

【００６１】本実施例によれば、実施例１と同様の効果
を得ることができる。更に、無電解メッキ液の注入に再
循環系サンプリング配管９を用いることにより、ＲＰＶ
１に直接仮設配管を設けることなく、ＲＰＶ１に無電解
メッキ液を注入することができる。それにより、ＲＰＶ
１に直接仮設配管を設ける場合に比べて、工程を短縮で
きる。

【００６２】なお、本実施例ではドレン用取り出し点を
用いるが、ドレン用取り出し点の代わりに、ベント又は
テスト用取り出し点を用いても良い。また、再循環系サ
ンプリング配管９の代わりに、残留熱除去系に無電解メ
ッキ液注入配管７５を接続しても良い。その場合、入口
弁９４及び出口弁９５を開け、ポンプ９３を起動するこ
とにより、無電解メッキ液をＲＰＶ１内に注入する。な
お、ポンプ９３を使用することにより、ポンプ７２が不
用になる場合は、ポンプ７２の設置を行わなくても良
い。また、本実施例による無電解メッキを、化学除染を
行った後に実施しても良い。（実施例３）本実施例では、ＢＷＲプラントの定検中に
炉浄化系配管９１を利用して、無電解メッキ液を注入す
る。図３に本実施例における配管の構成図を示す。各機
器の構成は実施例２と同じなのでここでは説明を省略す
る。

【００６３】本実施例の手順を説明する。まず、定検時
に、ＲＰＶ１，再循環系配管２，炉浄化系配管９１内の
炉水を抜き、炉浄化系配管９１に無電解メッキ液注入配
管７５を仮設する。無電解メッキ液注入配管７５には無
電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２，電気ヒータ２３
及び弁７１が設けられている。次に、弁７１を開け、ポ
ンプ７２を起動させて、無電解メッキ液を炉浄化系配管
９１に注入する。無電解メッキ液は実施例１と同じ物を
用いる。無電解メッキ液注入後、弁７１を閉じる。注入
された無電解メッキ液は、炉浄化系配管９１，給水系配
管８８を経て、ＲＰＶ１に注入される。再循環系ポンプ
３及びポンプ９０を起動させることで、ＲＰＶ１内部、
再循環系配管２及び炉浄化系配管９１が無電解メッキさ
れる。

【００６４】無電解メッキ処理終了後、使用した無電解
メッキ液を抜く。次に、仮設した無電解メッキ液注入配
管７５，無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２及び電
気ヒータ２３を取り外し、通常のプラントの系統に戻
す。定検終了後、原子力プラントの定格運転を行う。定
格運転を行うことによって無電解メッキ表面が約２８０
℃の炉水に曝されるので、無電解メッキ表面は酸化処理
される。

【００６５】本実施例でも、実施例１と同様の効果を得
ることができる。更に、ＲＰＶ１内部、再循環系配管２
及び炉浄化系配管９１の広範囲を無電解メッキすること
ができる。

【００６６】尚、本実施例では無電解メッキ液注入配管
７５を炉浄化系配管９１に仮設するが、給水配管８８上
の給水ポンプ８６から給水配管出口１０１までの間もし
くは残留熱除去系に無電解メッキ注入配管７５を仮設し
て、無電解メッキ液を注入しても良い。また、本実施例
による無電解メッキを、化学除染を行った後に実施して
も良い。（実施例４）本実施例は、原子力プラントの運転中にＥ
ＣＰを測定し、ＥＣＰの変化から次回以降の、炉内の化
学除染及び無電解メッキ処理を行う時期を予測する実施
例である。図１０に本実施例におけるＥＣＰ測定結果を
示す。まず、化学除染及び無電解メッキを行ったプラン
トにおける原子炉構造部材のＥＣＰを通常運転中に測定
する。ＥＣＰを検出するＥＣＰセンサは、ＬＰＲＭ（Lo
cal Power RangeMonitoring System ：局所出力領域モ
ニタ系）などの原子炉内構造物に取り付け、ＥＣＰをモ
ニタリングする。本実施例では測定を３ヶ月ごとに行
う。

【００６７】化学除染及び無電解メッキを行った直後の
ＥＣＰの測定値はＥＣＰ低減の目標値より低い。しか
し、原子力プラントの運転を続けることによって、ＥＣ
Ｐの測定値は徐々に上昇する。この上昇の度合いからグ
ラフを外挿することによりECPの測定値がＥＣＰ低減の
目標値を超える時期を予測する。本実施例では、ＥＣＰ
測定開始から２１ヶ月目に再度化学除染及び無電解メッ
キ処理を行う。該予測時期に合わせ実施例１に示した方
法で再度化学除染及び無電解メッキを行い、ECPを下げ
る。これを繰り返すことによって、長期間に渡ってＥＣ
Ｐを目標値以下に維持することができる。なお、本実施
例では化学除染及び無電解メッキの方法として実施例１
の方法を用いるが、実施例２もしくは実施例３の方法を
用いても良い。

【００６８】尚、本実施例では、再度化学除染及び無電
解メッキ処理を実施しているが、その代わりに、直接炉
水に水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)₄）を注入し、ＥＣ
Ｐ低減の持続を図っても良い。

【００６９】水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)₄）から酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）に転化する際にＣａＯやＹ
₂Ｏ₃などを安定化剤として添加した安定化ジルコニア粒
子を無電解メッキ液に加えても良い。これによれば、電
気絶縁体又は格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物が
安定に存在し、酸素イオンの空孔を生じることで、イオ
ン伝導性が増すため、更なる腐食電位低下効果を得るこ
とができる。

【００７０】上述の各実施例ではＢＷＲプラントについ
て述べたが、インターナルポンプを備えた改良型沸騰水
型原子力プラント（ＡＢＷＲプラント）の構造物に、上
述の各実施例と同様の手順で無電解メッキを行っても良
い。また、一次冷却系配管と原子炉容器を備えた加圧水
型原子力プラント（ＰＷＲプラント）の構造物に、各実
施例と同様の手順で無電解メッキを行っても良い。

【００７１】また、原子力プラントに無電解メッキ液を
注入してプラント構造物に無電解メッキを行うのではな
く、無電解メッキを行う原子力プラント構造物を原子力
プラントから取り外し、無電解メッキ液に侵漬すること
で、無電解メッキを行って該部材表面にメッキ層を形成
しても良い。また、新規に製作したプラント構造物を原
子力プラントに取り付ける際には、原子力プラントに取
り付ける前に同様の方法で無電解メッキを行って該部材
表面にメッキ層を形成しても良い。新規プラントを建設
する際には、原子力プラントに取り付ける前に同様の方
法で無電解メッキを行い部材表面にメッキ層を形成し、
そのプラント構成部材を新規プラントの建設に使用して
も良い。また、上述の原子力プラントから取り外した原
子力プラント構造物及び新規に作成した構造物の表面に
メッキ層を形成する際は、無電解メッキに限らず、電解
メッキを用いても良い。

【００７２】上述の各実施例では水素注入を必要とせず
に腐食電位を下げることができるが、メッキの形成を行
った後にメッキ層が剥がれるなどの要因によりメッキ層
による腐食電位低下の効果が減衰した場合は、水素注入
を行って腐食電位を低下させても良い。また、亀裂の入
った箇所やＳＣＣの発生した箇所へ、無電解メッキ液を
流し込み、腐食電位の低下を図ってもよい。

【００７３】上述の各実施例では、無電解メッキを行う
母材がステンレス鋼(ＳＵＳ３０４)，ニッケル基合金，
炭素鋼など、複数種類の場合であっても、顕著な腐食電
位の低下効果を得ることができる。

【００７４】上述の各実施例によれば、原子力プラント
において、水素注入を必要とせずに（即ち、水素注入の
有無にかかわらず）原子力プラント構造物の腐食電位を
より一層低下できる。（実施例５）図１３に、実施例５における仮設配管の構
成図を示す。本実施例は、化学除染方法が実施例１と異
なる例である。その他は実施例１と同じであるので、こ
こでは説明を省略する。

【００７５】本実施例の手順を説明する。まず、ＢＷＲ
プラントの定検時において、ＲＰＶ１内から全ての燃料
集合体，制御棒，制御棒駆動機構（ＣＲＤ）及び炉内核
計装管（いずれも図示せず）を取り外す。その際、炉水
は抜かずに後述の仮設配管２１を設置するのが望まし
い。

【００７６】次に、化学除染及び無電解メッキに使用す
る仮設配管２１，還元除染剤（例えばシュウ酸）を注入
するための還元除染剤注入装置５０，酸化除染剤（例え
ば過マンガン酸）を注入するための酸化除染剤注入装置
５１，化学除染液（還元除染剤及び酸化除染剤）中のイ
オンを吸着するためのカチオン樹脂塔５２及び混床樹脂
塔２００，必要に応じて仮設配管内の液体を抜くための
ドレン弁５８及びドレン配管５３，無電解メッキ液を仮
設配管２１に注入するための無電解メッキ液注入装置
８，化学除染液及び無電解メッキ液を循環させるための
循環ポンプ５，化学除染液及び無電解メッキ液の温度を
調節するためのヒータ２３，還元除染剤を分解する紫外
線照射装置２０２を設ける。カチオン樹脂塔５２及び混
床樹脂塔２００の上流側にクーラー２０３を設置し、除
染液がこれらの樹脂塔を通過する前に冷却する。

【００７７】仮設配管２１からＲＰＶ１への入口は、Ｒ
ＰＶ１とＲＰＶ蓋１９０の間に複数の注入口７７を持つ
仮設リング１９３を挟み、ＲＰＶフランジ１９２，仮設
リング１９３，ＲＰＶ蓋１９１をボルト（図示せず）で
締めることで取り付ける。また、ＲＰＶ１から仮設配管
２１への出口は、ＣＲＤ及び炉内核計装管を取り付ける
ためにＲＰＶ１の下部に設けられているＣＲＤハウジン
グ１９４及び炉内核計装管ハウジング（ＩＣＭハウジン
グ）１９５の下端を取り外し、仮設配管２１を取り付け
る。仮設配管取り付け時、全ての弁（５８，２０１，５
５，５６，６１，６０，６３，７１，５７，５４）は閉
じている。

【００７８】次にＲＰＶ１内の化学除染を行う。化学除
染は、ＲＰＶ１及び再循環系配管２の内部に付着した腐
食生成物を除去するために行う。腐食生成物とは、放射
性核種に汚染された金属や金属酸化物を示す。まず、循
環ポンプ５を作動させ、ヒータ２３により系統内の水を
所定の温度（例えば９０±５℃）に制御して循環させ
る。

【００７９】所定の温度に制御されていることを確認
後、弁５４，５５，５６及び６１を開け、還元除染剤注
入装置５０から還元除染剤（例えばシュウ酸）を、仮設
配管２１に注入する。

【００８０】既に循環ポンプ５が作動しているので、仮
設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハウジング１９４及びＩ
ＣＭハウジング１９５，循環ポンプ５，カチオン樹脂塔
５２，ヒータ２３の順で還元除染剤が循環される。再循
環ポンプ３を起動させるとさらによい。これにより、再
循環系配管２を用いてＲＰＶ１内で還元除染剤を循環さ
せることができるので、効率的に還元除染を行うことが
できる。還元除染によりＲＰＶ１や再循環系配管２から
剥がされた腐食生成物はカチオン樹脂塔５２によって取
り除かれる。

【００８１】還元除染が終了した後、還元除染剤（例え
ばシュウ酸）を分解する。弁５４を及び６１を閉じ、弁
６０を開ける。次に、弁６３を開け、過酸化水素注入口
６２から過酸化水素（過酸化水素注入タンクは図示せ
ず）を注入する。注入された過酸化水素及び紫外線照射
装置２０２によって、還元除染剤（例えばシュウ酸）が
分解される。分解の際生成する二酸化炭素は、ＲＰＶ蓋
１９０の既設ベントライン（図示せず）などを利用する
ことにより系統外へ放出される。

【００８２】還元除染剤の分解終了後、弁５５，６３，
６０を閉じ、弁２０１，６１を開き、カチオン樹脂塔だ
けでは除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混
床樹脂塔２００に通水して系統水の浄化を行う。浄化終
了後、以下に示す酸化除洗剤の注入工程に進む。次に、
弁２０１を閉じ、弁５７を開ける。循環ポンプ５及び再
循環ポンプ３を作動させたまま、酸化除染剤注入装置５
１から酸化除染剤（例えば過マンガン酸）を仮設配管２
１に注入する。

【００８３】酸化除染終了後、弁５７を閉じ、弁５４を
開き、シュウ酸により酸化除染剤（例えば過マンガン
酸）を分解する。分解の際に発生する二酸化炭素は、Ｒ
ＰＶ蓋１９０の既設ベントラインなどを利用することに
より系統外へ放出される。

【００８４】酸化除染剤の分解終了後、再び、還元除染
及び還元除染剤分解を行う。還元除染剤の分解終了後、
弁５５を閉じ、弁２０１を開き、カチオン樹脂塔だけで
は除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹
脂塔２００に通水して系統水の最終浄化を行う。

【００８５】以上述べた化学除染の工程（還元除染→還
元除洗剤分解→浄化→酸化除染→酸化除洗剤分解→還元
除染→還元除洗剤分解→最終浄化）終了後、前記無電解
メッキ液の注入工程に進む。尚、化学除染液の最終浄化
後、系統水の導電率や不純物イオンなどの分析により
（図示せず）、所定の値を逸脱する場合には、ドレン弁
５３を開くことにより系統水を系統の外へ排出してもか
まわない。また、再度無電解メッキ処理する場合には、
酸化皮膜が少ないので除染工程において最初の還元除染
を省き、酸化除染→還元除染に工程を簡素化できる。

【００８６】尚、無電解メッキ処理を施した後のプラン
トの運転中は、炉水中のＮｉ／Ｆｅ比を２以上３以下の
範囲で、炉水中からＦｅを供給するとよい。これによれ
ば、酸化ジルコニウムを含むＮｉ−Ｆｅ複合酸化物（Ｎ
ｉＦｅ₂Ｏ₄）からのＦｅの溶出防ぐことが出来、酸化被
膜の成長を防ぐことができる。その結果、Ｎｉ−Ｆｅ複
合酸化物（ＮｉＦｅ₂Ｏ₄）の層が安定に存在することに
より、炉水表面に接する酸化ジルコニウムの分散も安定
に保つことができる。また、無電解メッキ処理により形
成されたＮｉ−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ₂Ｏ₄）の耐久
性を保持させることが出来る。そのため、長期間に渡り
ＥＣＰ低減が安定に保つことが出来る。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、水素注入の有無にかか
わらず、原子力プラント構造物の腐食電位を低下でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の無電解メッキ仮設配管構成図。

【図２】実施例２のＢＷＲプラントの構成図。

【図３】実施例３のＢＷＲプラントの構成図。

【図４】金属表面での現象を示す図。

【図５】腐食電位を示す図。

【図６】ＺｒＯ₂ の腐食電位の低下を示す図。

【図７】貴金属処理の場合の腐食電位の低下を示す図。

【図８】腐食電位の経時変化を示す図。

【図９】腐食電位の溶存水素濃度依存性を示す図。

【図１０】実施例４のＥＣＰ上昇を予測する図。

【図１１】炉水に接しているＺｒＯ₂ 周囲での素反応を
示す図。

【図１２】炉水に接しているＺｒＯ₂ の腐食電位の低下
を示す図。

【図１３】実施例５の無電解メッキ仮設配管構成図。

【符号の説明】

１…ＲＰＶ、２…再循環系配管、３…再循環ポンプ、５
…循環ポンプ、８…無電解メッキ液注入装置、１５…非
再生熱交換器、１６…再生熱交換器、１７…脱塩器、２
１…仮設配管、２３…ヒータ、２４…水質モニタリング
計測器、５０…還元除染剤注入装置、５１…酸化除染剤
注入装置、５２…カチオン樹脂塔、５９…触媒、６２…
過酸化水素注入口、７５…無電解メッキ液注入配管、９
１…炉浄化系配管、９８…残留熱除去系配管、１０２…
残留熱除去系出口、１０３…残留熱除去系入口、１９０
…ＲＰＶ蓋、１９２…ＲＰＶフランジ、１９３…仮設リ
ング、２００…混床樹脂塔、２０２…紫外線照射装置、
２０４…ｐＨ調整剤注入装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者赤嶺和彦茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者大角克己茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者高森良幸茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者酒井政則茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉炉水と接触する原子力プラント構造
物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン
拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出
発物質を含む無電解メッキ液を接触させることを特徴と
する原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項２】請求項１において、原子力プラント構造物
の化学除染を行い、その後、前記無電解メッキ液を接触
させることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処
理方法。
【請求項３】原子力プラント構造物の化学除染後に、原
子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の表
面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する
酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む無
電解メッキ液を接触させることを特徴とする原子力プラ
ント構造物の表面処理方法。
【請求項４】請求項２または３において、化学除染液を
分解処理した炉水に無電解メッキ液成分を注入して調合
した無電解メッキ液を使用することを特徴とする原子力
プラント構造物の表面処理方法。
【請求項５】請求項１乃至４の何れかにおいて、前記原
子力プラント構造物が原子炉容器及びこの原子炉容器内
に設けられた炉内構造物であり、前記原子炉容器内に前
記無電解メッキ液を注入することを特徴とする原子力プ
ラント構造物の表面処理方法。
【請求項６】請求項１乃至５において、前記原子炉容器
に連結された再循環系，炉浄化系及び残留熱除去系のう
ち一つ以上の系統から前記無電解メッキ液を前記原子炉
容器内に注入することを特徴とする原子力プラント構造
物の表面処理方法。
【請求項７】請求項１乃至６何れかにおいて、前記無電
解メッキ液との接触により前記原子力プラント構造物の
表面に金属の皮膜を生成させた後に、該皮膜表面に１０
０℃以上の水を接触させることを特徴とする原子力プラ
ント構造物の表面処理方法。
【請求項８】請求項１乃至３の何れかにおいて、前記原
子力プラント構造物は、原子力プラントから取り外した
原子力プラント構造物または原子力プラントに設置され
た原子力プラント構造物であることを特徴とする原子力
プラント構造物の表面処理方法。
【請求項９】電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を
有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を
含む無電解メッキ液の注入口を有する無電解メッキ液供
給装置を原子炉容器と原子炉容器蓋の間に設置し、前記
無電解メッキ液供給装置から前記原子炉容器内に前記無
電解メッキ液を注入することを特徴とする原子力プラン
ト構造物の表面処理方法。
【請求項１０】請求項１乃至９の何れかにおいて、前記
出発物質が水酸化ジルコニウムであることを特徴とする
原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項１１】原子炉容器の炉水側の表面、及び前記原
子炉容器内に設けられた炉内構造物の炉水側の表面の少
なくとも何れかに、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡
散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発
物質の皮膜が形成されていることを特徴とする原子力プ
ラント。
【請求項１２】原子炉容器の炉水側の表面及び前記原子
炉容器内に設けられた炉内構造物の炉水側の表面の少な
くとも何れかを、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散
性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物
質を含む無電解Ｎｉメッキ液で無電解メッキ処理した原
子力プラントを、炉水中のニッケルイオンと鉄クラッド
又は鉄イオンの比（Ｎｉ／Ｆｅ）を２以上３以下に制御
しながら運転する原子力プラントの運転方法。