JPH09178892A - Radioactive contamination suppressing method and primary reactor cooling system - Google Patents

Radioactive contamination suppressing method and primary reactor cooling system

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JPH09178892A
JPH09178892A JP34134895A JP34134895A JPH09178892A JP H09178892 A JPH09178892 A JP H09178892A JP 34134895 A JP34134895 A JP 34134895A JP 34134895 A JP34134895 A JP 34134895A JP H09178892 A JPH09178892 A JP H09178892A
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reactor
cooling system
zeta potential
radioactive
metal
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JP34134895A
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Japanese (ja)
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Yutaka Uruma
裕 閏間
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation

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  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To further increase the suppressing effect of radioactivity sticking via the electrolytic polishing of a member kept in contact with a radioactive fluid by suppressing the sticking of a clad. SOLUTION: A zero-energy thermonuclear apparatus(ZETA) potential measuring device 37 continuously measuring the ZETA potentials of a granular corrosive product and a structural material applied with electrolytic polishing and a clad ZETA potential adjusting device 39 adjusting the ZETA potential of the granular corrosive product are installed on the outlet side of a recirculation pump 17. The ZETA potential of the corrosive product in a coolant is adjusted by these devices 37, 39 so that repulsive force is applied between a clad which is the granular corrosive product and the structural material applied with electrolytic polishing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電プラン
ト等の放射性物質取扱い施設において、冷却材等の放射
性流体と接触する構造材に付着する放射能量を低減させ
る放射能汚染抑制方法、および、この方法により構造材
に付着する放射能量の低減を図った原子炉一次冷却系に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radioactive contamination suppressing method for reducing the amount of radioactivity adhering to a structural material which is in contact with a radioactive fluid such as a coolant in a radioactive material handling facility such as a nuclear power plant, and a method for suppressing the radioactive contamination. The present invention relates to a primary cooling system for a nuclear reactor in which the amount of radioactivity attached to a structural material is reduced by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、日本国内における原子力発電プラ
ントは、沸騰水型原子炉(BWR)や加圧水型原子炉
(PWR)などの軽水炉が主流である。これらの軽水炉
では軽水(通常の水)が中性子を減速させる減速材とし
て働くばかりでなく、発生した熱を移行させる媒体の役
目をなしている。
2. Description of the Related Art At present, the mainstream of nuclear power plants in Japan is light water reactors such as boiling water reactors (BWRs) and pressurized water reactors (PWRs). In these light water reactors, light water (normal water) not only acts as a moderator that slows down neutrons, but also acts as a medium that transfers generated heat.

【0003】図16は、BWRの一次冷却系を模式的に
示したもので、原子炉を中心に軽水が冷却材として各系
統を循環している。すなわち、原子炉圧力容器1内の炉
心3で発生した蒸気が蒸気ライン5を通り、タービン7
を回す。タービンで仕事をした蒸気は復水器9で水に戻
る。その水は復水ポンプ11によって復水浄化装置13
に送られ、不純物を除去した後、給水加熱器15で予熱
され原子炉圧力容器1内に戻る。また、炉水は再循環ポ
ンプ17とジェットポンプ19によって強制循環されて
いる。さらに、炉水再循環系を流れる炉水の一部は炉水
浄化系ポンプ21によって、再生熱交換器23および非
再生熱交換器25で降温された後、炉水浄化装置27に
よって浄化され、給水系から再び原子炉に持ち込まれ
る。
FIG. 16 schematically shows a BWR primary cooling system, in which light water circulates in each system as a coolant mainly in the nuclear reactor. That is, the steam generated in the core 3 in the reactor pressure vessel 1 passes through the steam line 5 and the turbine 7
Turning the. The steam that has worked in the turbine returns to water in the condenser 9. The water is condensed by the condensate pump 11 into a condensate purification device
After removing the impurities, it is preheated by the feed water heater 15 and returned into the reactor pressure vessel 1. Further, the reactor water is forcedly circulated by the recirculation pump 17 and the jet pump 19. Further, a part of the reactor water flowing through the reactor water recirculation system is cooled by the reactor water purification system pump 21 by the regenerative heat exchanger 23 and the non-regenerated heat exchanger 25, and then purified by the reactor water purification device 27, It is brought back into the reactor from the water supply system.

【0004】なお、炉水浄化系ポンプ21が再生熱交換
器23もしくは非再生熱交換器25の下流側に構成され
たプラントもある。さらに、炉水再循環系を持たず、イ
ンターナルポンプと呼ばれるポンプを原子炉内に複数基
装備し、これをもって原子炉水を強制撹拌するプラント
(ABWRと呼ばれている)も建設されており、今後は
このタイプのプラント数が増加する傾向にある。
In some plants, the reactor water purification system pump 21 is arranged downstream of the regenerative heat exchanger 23 or the non-regenerative heat exchanger 25. Furthermore, a plant (called ABWR), which does not have a reactor water recirculation system, is equipped with a plurality of pumps called internal pumps inside the reactor and forcibly stirs the reactor water with this. , The number of plants of this type tends to increase in the future.

【0005】ところで、燃料被覆管表面では核燃料から
冷却材への熱の移行に伴って以下のような事象が生じ
る。例えばBWRにおいては、給復水系などから持ち込
まれた腐食生成物などの鉄を主成分とする粒子状の金属
酸化物(一般にクラッドと呼ばれる)やイオン性不純物
が沸騰現象や共析反応等によって、燃料被覆管表面に固
定化される。
By the way, on the surface of the fuel cladding tube, the following phenomenon occurs with the heat transfer from the nuclear fuel to the coolant. For example, in a BWR, a particulate metal oxide (generally called a clad) containing iron as a main component such as a corrosion product brought in from a water supply / condensation system or an ionic impurity is caused by a boiling phenomenon or a eutectoid reaction. It is immobilized on the surface of the fuel cladding tube.

【0006】ここで、沸騰現象による粒子状の金属酸化
物の付着とは、粒子状の鉄を主成分とする金属酸化物が
沸騰によって燃料被覆管表面に発生する乾き面に焼き付
き、固着することによって固定化される現象を称してい
る。
Here, the adhesion of the particulate metal oxide by the boiling phenomenon means that the particulate metal oxide containing iron as a main component is seized and adhered to the dry surface generated on the surface of the fuel cladding tube by boiling. It is a phenomenon that is fixed by.

【0007】また、共析反応によるイオン性不純物の付
着とは、付着した粒子状の金属酸化物とイオン性の不純
物が複合酸化物を作り、燃料被覆管表面に固定化される
現象を指している。この種の反応として、以下のよう
に、 Fe2 3 +Ni2++H2 O→NiFe2 4 +2H+ 鉄クラッドとニッケルイオンからニッケルフェライトが
生成される反応がよく知られている。
The adhesion of ionic impurities by the eutectoid reaction refers to a phenomenon in which the adhered particulate metal oxide and ionic impurities form a composite oxide and are immobilized on the surface of the fuel cladding tube. There is. As a reaction of this kind, a reaction in which nickel ferrite is produced from Fe 2 O 3 + Ni 2+ + H 2 O → NiFe 2 O 4 + 2H + iron clad and nickel ions is well known as follows.

【0008】また、PWRにおいては、燃料表面での沸
騰現象が燃料棒の上部のみに限定されるため、これらの
付着量はΒWRと比較して少ないものの、上述した付着
現象が観察される。
Further, in the PWR, the boiling phenomenon on the fuel surface is limited to only the upper portion of the fuel rod, so that the amount of these deposits is smaller than that of the BWR, but the above-mentioned deposit phenomenon is observed.

【0009】燃料被覆管表面でこれらの腐食生成物は中
性子の照射を受け、放射化されて放射性腐食生成物に変
換される。生成された放射性腐食生成物は、全量が燃料
表面にそのまま固定されているのではなく、一部は粒子
状で剥離したり、またイオン状で溶出したりして、一次
冷却材中の放射能濃度を高めることとなる。
On the surface of the fuel cladding tube, these corrosion products are irradiated with neutrons and are activated to be converted into radioactive corrosion products. The total amount of the generated radioactive corrosion products is not fixed on the fuel surface as it is, but some of them are exfoliated in the form of particles or are eluted in the form of ions, which causes the radioactivity in the primary coolant. It will increase the concentration.

【0010】また、放射性物質の発生プロセスとして
は、炉内構造材から腐食生成物が剥離/溶出して燃料表
面に固定され放射化される過程や、炉心構造材がその部
位で直接放射化され放射性腐食生成物として溶出する過
程なども考えられている。
The radioactive material generation process includes a process in which corrosion products are separated / eluted from the in-core structural material and fixed on the fuel surface to be activated, or the core structural material is directly activated in that part. A process of elution as a radioactive corrosion product is also considered.

【0011】各種のプロセスを経て発生した放射性物質
は、一次冷却材を媒体としてプラントの一次冷却系全領
域に達し、各系統を汚染させることとなる。
The radioactive substances generated through various processes reach the whole area of the primary cooling system of the plant by using the primary cooling medium as a medium and contaminate each system.

【0012】一次冷却系の構造材への粒子状の放射性物
質の取り込みは、材料表面における物理的な吸着や重力
沈降による付着が主なプロセスと考えられている。
It is believed that the main process for incorporating the particulate radioactive material into the structural material of the primary cooling system is physical adsorption on the material surface or adhesion by gravity settling.

【0013】一方、イオン状の放射性物質は、金属材料
が腐食する際に表面に生成される腐食皮膜中に酸化物と
して共析したり、同位体交換反応によって取り込まれた
りすると理解されている。例えば、60Co2+は、鉄鋼材
料の腐食に伴い、以下の2式、60 Co2++2Fe3++4H2 O+8e-60CoFe2
4 +4H2 60 Co2++CoFe2 4→Co2+60CoFe2 4 で皮膜中に取り込まれると考えられている。
On the other hand, it is understood that an ionic radioactive substance is codeposited as an oxide in a corrosion film formed on the surface when a metallic material is corroded, or incorporated by an isotope exchange reaction. For example, 60 Co 2+ is associated with the corrosion of steel materials by the following two equations: 60 Co 2+ + 2Fe 3+ + 4H 2 O + 8e 60 CoFe 2
O are considered to be incorporated in the coating in 4 + 4H 2 60 Co 2+ + CoFe 2 O 4 → Co 2+ + 60 CoFe 2 O 4.

【0014】このようにして、一次冷却材と接した金属
材料は放射性物質を取り込み、その量は腐食皮膜の成長
によって経年的に増加する速度と粒子状の放射性物質の
取り込み速度とを加えた増加速度が、放射性壊変によっ
てすでに付着している放射性物質量が減少する速度とバ
ランスするまで、増加の一途をたどることになる。
In this way, the metallic material in contact with the primary coolant takes up the radioactive substance, and the amount thereof increases with the rate of increase over time due to the growth of the corrosion film and the rate of uptake of the particulate radioactive substance. The rate will continue to increase until it balances with the rate at which the amount of radioactive material already deposited due to radioactive decay decreases.

【0015】配管内表面や機器表面に放射性物質が蓄積
されると、その部位や機器の分解点検を行う作業員の放
射線被ばく量が増大するが、そればかりでなく二次的に
は、空間線量率が高まり、その付近で別の作業を行う作
業員の被ばく線量をも増加させてしまう。この結果、プ
ラントの運転中や定期検査期間中における総被ばく線量
(トータルマンシーベルト)を押し上げる。これは、作
業員数の増加による定期検査の費用の増加や定期検査の
期間延長を招き、一方では社会的な問題となり、新規プ
ラントの建設にも支障をきたす。このような背景から、
放射性物質の蓄積を抑制する方法や、一旦蓄積した放射
性物質を除去する方法(除染方法)が精力的に研究され
ている。
Accumulation of radioactive substances on the inner surface of pipes and the surface of equipment increases the radiation exposure of workers who carry out disassembly and inspection of the parts and equipment. As a result, the exposure rate to workers who perform other work in the vicinity increases as well. As a result, the total exposure dose (total Munchie belt) during the plant operation and the periodic inspection period is increased. This leads to an increase in the cost of the periodic inspection due to an increase in the number of workers and an extension of the period of the periodic inspection. On the other hand, it becomes a social problem and hinders the construction of a new plant. Against this background,
Actively researching methods for suppressing the accumulation of radioactive substances and methods for removing once accumulated radioactive substances (decontamination methods).

【0016】これら放射性物質の移行挙動を総括的に検
討すると、放射性腐食生成物の一次系配管表面や機器表
面への付着に伴う空間線量率の上昇を抑制するために
は、(1)放射性腐食生成物を発生させない、(2)放
射性物質を発生部位にとどめ炉水中へ移行させない、
(3)炉水中に移行した放射性物質を除去し、一次冷却
材中の濃度を高めない、(4)放射性物質を配管表面や
機器に付着させない、(5)付着した放射性物質を除去
する、などの対策が考えられる。
When the migration behavior of these radioactive substances is comprehensively examined, in order to suppress the increase in the air dose rate due to the adhesion of the radioactive corrosion products to the surface of the primary system piping and the surface of the equipment, (1) radioactive corrosion No product is generated, (2) Radioactive material is retained at the generation site and is not transferred to reactor water,
(3) Remove the radioactive substances that have migrated to the reactor water, do not increase the concentration in the primary coolant, (4) do not attach the radioactive substances to the pipe surface or equipment, (5) remove the attached radioactive substances, etc. Countermeasures are possible.

【0017】特公平2−2520号公報に記載されてい
る技術は、このうち(4)の観点からなされたもので、
放射性流体との接触面に電解研磨加工を施すことによっ
て腐食層の生成を抑制し、その結果として腐食層中に取
り込まれるイオン状の放射性物質量を低減し、放射能汚
染の低減を図っている。
The technique described in Japanese Examined Patent Publication No. 2-2520 is made from the viewpoint of (4).
By subjecting the contact surface with the radioactive fluid to electropolishing, the formation of a corrosion layer is suppressed, and as a result, the amount of ionic radioactive substances taken into the corrosion layer is reduced to reduce radioactive contamination. .

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上記技術は、イオン状
の放射性物質の付着を抑制するものであるが、粒子状の
放射性物質の付着抑制効果についてはほとんど言及がな
く不明であった。
The above-mentioned technique suppresses the adhesion of ionic radioactive substances, but the effect of suppressing the adhesion of particulate radioactive substances has hardly been mentioned and it was unclear.

【0019】そこで、本発明者は、電解研磨が粒子状の
放射性物質の付着に与える影響を評価するために、次の
ような放射能付着試験を実施した。
Therefore, the present inventor conducted the following radioactive adhesion test in order to evaluate the effect of electrolytic polishing on the adhesion of particulate radioactive substances.

【0020】まず、図17に示すように、パイプ状のス
テンレス鋼製の試験片A、B、C、A′を継ぎ手4Dを
用いて接続した。なお、試験片Aと試験片A′は、内表
面が未処理で同じ仕様のものである。試験片Bは、内表
面を電解研磨したもので、試験片Cは電解研磨の仕上げ
程度を変え、試験片Bよりも一層の平滑化を図ったもの
である。放射能付着試験前のこれらの試験片の内表面の
平均線表面粗さRa(μm )(触針式の表面粗さ計によ
って測定)は、試験片A(A′)、B、Cが各々 3.0、
0.9、 0.1である。ここで、表面粗さRaとは、粗さ曲
線からその中心線の方向に測定長さlの部分を切り取
り、この切り取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向を
Y軸とし、粗さ曲線をy=f(x)で表したとき、次の
First, as shown in FIG. 17, pipe-shaped test pieces A, B, C and A'made of stainless steel were connected using a joint 4D. The test piece A and the test piece A ′ had the same inner surface and had the same specifications. The test piece B has an inner surface that is electrolytically polished, and the test piece C has a different degree of electrolytic polishing and is smoothed more than the test piece B. The average line surface roughness Ra (μm) (measured by a stylus type surface roughness meter) of the inner surface of each of these test pieces before the radioactivity adhesion test was measured by the test pieces A (A ′), B and C, respectively. 3.0,
0.9 and 0.1. Here, the surface roughness Ra means that a portion of the measurement length l is cut from the roughness curve in the direction of the center line, the center line of the cut portion is taken as the X-axis, and the direction of longitudinal magnification is taken as the Y-axis. When a curve is represented by y = f (x), the following equation

【数1】 によって求められる値をマイクロメータ単位(μm )で
表したものを言い、数値が小さいほど滑らかであること
を意味する。
[Equation 1] The value obtained by is expressed in units of micrometers (μm), and the smaller the value, the smoother it is.

【0021】次に、上記4本の試験片からなる試験体を
2つ、図18に示すように配置し、上流側を第1の試験
体6a、下流側を第2の試験体6bとしてこれらの試験
体に70気圧、 280℃の高温高圧水を通水した。また、こ
の高温高圧水中には第1の試験体6a直前の第1注入ラ
イン8aからは60Coの溶液を、第2の試験体6b直前
の第2注入ライン8bからは鉄クラッドをそれぞれ、60
Coは高温水中における濃度が0.01Bq/ml、鉄クラッド
は20 ppbになるように注入した。この放射能付着試験で
は、約 100時間ごとに通水を止め、付着した放射能量を
測定し、その変化を追跡した。
Next, two test pieces consisting of the above four test pieces are arranged as shown in FIG. 18, and the upstream side is the first test piece 6a and the downstream side is the second test piece 6b. High-pressure high-pressure water at 70 atm and 280 ° C was passed through the test body of No. 2. Further, 60 Co solution from the first injection line 8a of the high-temperature high-pressure water first specimen 6a just before the iron clad from the second specimen 6b immediately before the second injection line 8b, respectively, 60
Co was injected at a concentration of 0.01 Bq / ml in high-temperature water and an iron clad of 20 ppb. In this radioactivity attachment test, water flow was stopped about every 100 hours, the amount of radioactivity attached was measured, and the change was followed.

【0022】図19は、第1の試験体6a、すなわち鉄
クラッドのない環境での放射能の付着試験結果を示した
ものである。まず、試験片Aと試験片A′がほぼ同じ付
着量であることから位置の影響、すなわち60Coの消費
による放射能濃度の減少はないものと評価される。放射
能量は時間とともに増加するものの、明らかに試験片A
(Α′)がもっとも多く、次に試験片Β、もっとも少な
いのが試験片Cであった。これは、電解研磨の施工によ
ってイオン状の放射性物質の付着が抑制されることを示
している。
FIG. 19 shows the result of the radioactivity adhesion test in the first test body 6a, that is, in the environment without the iron clad. First, since the test pieces A and the test pieces A ′ have almost the same amount of adhesion, it is evaluated that there is no influence of the position, that is, the decrease of the radioactivity concentration due to the consumption of 60 Co. Although the amount of radioactivity increases with time, it is clear that test piece A
(A ') was the largest, test piece B was the second, and test piece C was the smallest. This indicates that the electropolishing suppresses the adhesion of ionic radioactive substances.

【0023】図20は、第2の試験体6b、すなわち鉄
クラッドが共存する環境での放射能の付着試験結果を示
したものである。放射能の付着量の順位は第1の試験体
6aと同様に試験片A(A′)>試験片Β>試験片Cで
あるものの、その絶対量は明らかに第1の試験体6aよ
りも多かった。この結果は、鉄クラッドが水中に共存す
ることによって放射能の付着量が増加したことを意味し
ている。
FIG. 20 shows the result of the radioactivity adhesion test in the environment where the second test body 6b, that is, the iron clad coexists. The order of the attached amount of radioactivity is test piece A (A ′)> test piece B> test piece C as in the case of the first test body 6a, but the absolute amount is obviously higher than that of the first test body 6a. There were many. This result means that the amount of radioactivity attached increased due to the coexistence of iron clad in water.

【0024】放射能付着試験終了後に試験片を分析し、
鉄クラッドがない環境において電解研磨試験片への放射
能付着量が少ない原因と、鉄クラッドが共存することに
よって付着放射能量が増加した原因の2点について調査
した。
After completion of the radioactivity adhesion test, the test piece is analyzed,
Two reasons were investigated: a cause of a small amount of radioactivity adhering to the electrolytically polished test piece in an environment without an iron clad, and a cause of an increase in the amount of adhering radioactivity due to the coexistence of the iron clad.

【0025】その結果、まず鉄クラッドがない環境にお
いて電解研磨試験片への放射能付着量が少ない原因につ
いては、前述の特公平2−2520号公報に述べられて
いる通りであることが分かった。すなわち、イオン状の
放射性物質のみが存在する環境では、イオン状の放射性
物質が構造材の接液部の腐食に伴なって生成される腐食
皮膜中に取り込まれており、その際、「構造材の接液部
の材料に電解研磨を施工したことによって構造材の腐食
が抑制された」か、もしくは「電解研磨による平滑化に
よって実効的な表面積が減少した」ことによって、結果
的に生成される単位面積あたりの酸化皮膜量が減少し、
そこに取り込まれる放射能量が抑制されたものである。
As a result, it was found that the cause of the small amount of radioactivity adhering to the electrolytically polished test piece in the environment without the iron clad was as described in the above Japanese Patent Publication No. 2520/1990. . That is, in an environment in which only ionic radioactive substances are present, ionic radioactive substances are incorporated in the corrosion film generated along with the corrosion of the wetted part of the structural material. It is generated as a result of the fact that the corrosion of the structural material was suppressed by applying electrolytic polishing to the material of the wetted part of "," or "the effective surface area was reduced by smoothing by electrolytic polishing". The amount of oxide film per unit area decreases,
The amount of radioactivity taken in is suppressed.

【0026】一方、鉄クラッドが共存する環境で付着放
射能が増加する原因については以下のような結果を得
た。つまり、鉄クラッドが共存した環境での放射能付着
試験を行った第2の試験体6bの試験片には、通常の腐
食皮膜が生成しそこに放射能が取り込まれているばかり
でなく、添加した鉄クラッドが付着し、そこにも60Co
が取り込まれており、結果として付着放射能量が第1の
試験体6aと比較して増加していることが分かった。ま
た、詳細に観察すると付着したクラッドは母材の腐食皮
膜に組み込まれるように存在しており、超音波洗浄など
の処理では殆んど脱落しなかった。このことは、鉄クラ
ッドが付着することは放射能の付着サイトを増加させこ
とであり、見方を変えれば鉄クラッドが付着すること
は、試験片の腐食が促進され、腐食皮膜量が増加したこ
とと同じ結果を招くことが分かった。
On the other hand, the following results were obtained regarding the cause of the increase in the attached radioactivity in the environment where the iron clad coexists. That is, not only the usual corrosion film is generated and the radioactivity is taken into the test piece of the second test body 6b subjected to the radioactivity adhesion test in the environment where the iron clad coexists, Iron clad adheres and 60 Co
Was taken in, and as a result, it was found that the amount of attached radioactivity was increased as compared with the first test body 6a. Further, when observed in detail, the clad adhered was present so as to be incorporated in the corrosion film of the base material, and was hardly detached by a treatment such as ultrasonic cleaning. This means that the adhesion of the iron clad increases the number of sites for radioactivity, and from a different perspective, the adhesion of the iron clad means that the corrosion of the test piece was promoted and the amount of corrosion film increased. It turned out to produce the same result as.

【0027】図21は、図20から図19を減じて作図
したものであり、鉄クラッドの付着によって増加した放
射能量の変化を示している。図21で注意すべきは鉄ク
ラッドの付着によって増加する放射能量は試験片の表面
状態によって変化していることである。試験片A、A′
への鉄クラッドの付着による放射能量の増加傾向は、初
期的には電解研磨試験片(試験片B、C)より大きいも
のの、次第にその増加傾向が飽和するように測定され
た。一方、電解研磨試験片(試験片B、C)への鉄クラ
ッドの付着による放射能量の増加はほぼ直線的であっ
た。このことから、中長期的には電解研磨試験片の方に
鉄クラッドが付着しやすいとも言え、試験時間の延長に
よって放射能の付着量も未表面処理材を上回る状況も懸
念される。いずれにしろ、鉄クラッドの付着は放射性物
質の付着量を増加させ、電解研磨による放射能の付着抑
制効果を相殺する危険性もあるといえる。
FIG. 21 is a diagram obtained by subtracting FIG. 20 from FIG. 20, and shows the change in the amount of radioactivity increased by the adhesion of the iron clad. It should be noted in FIG. 21 that the amount of radioactivity increased by the adhesion of the iron clad changes depending on the surface condition of the test piece. Test piece A, A '
Although the increasing tendency of the amount of radioactivity due to the adhesion of the iron clad to the steel was initially larger than that of the electrolytic polishing test pieces (test pieces B and C), the increasing tendency was measured so as to gradually become saturated. On the other hand, the increase in radioactivity due to the adhesion of the iron clad to the electropolished test pieces (test pieces B and C) was almost linear. From this, it can be said that the iron clad is more likely to adhere to the electropolished test piece in the medium to long term, and there is a concern that the amount of radioactivity will exceed that of the untreated material due to the extension of the test time. In any case, it can be said that the adhesion of the iron clad increases the amount of the radioactive substance deposited, and there is a risk that the effect of suppressing the deposition of the radioactivity due to the electrolytic polishing is offset.

【0028】なお、本試験では、一旦まず試験片内面に
鉄クラッドが付着し、その後そこに60Coが取り込まれ
たと推定されるが、あらかじめ60Coを含んだ鉄クラッ
ドが付着しても同じ結果と考えられる。つまり、本試験
は粒子状の放射性物質の取り込み試験を行ったものと解
釈することもできる。
In this test, it is presumed that the iron clad first adhered to the inner surface of the test piece and then 60 Co was taken therein, but the same result was obtained even if the iron clad containing 60 Co was adhered in advance. it is conceivable that. In other words, this test can be interpreted as a test in which a particulate radioactive substance was taken in.

【0029】本発明は、上記の放射能付着試験の結果を
考慮してなされたもので、放射性腐食生成物の一次系配
管表面や機器表面への付着に伴う空間線量率の上昇を抑
制するための前述した5つの対策のうち、(1)放射性
腐食生成物を発生させない、と(4)放射性物質を配管
表面や機器に付着させない、という観点から、電解研磨
処理による放射能の付着抑制効果をさらに高めて空間線
量率の上昇抑制をはかり、作業員の被ばく低減に寄与す
ることができる放射能汚染抑制方法およびこの方法を具
現する原子炉一次冷却系を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the results of the above radioactive deposition test, and is intended to suppress the increase of the air dose rate due to the deposition of radioactive corrosion products on the surface of the primary system piping and the equipment surface. Among the above-mentioned five measures of (1), from the viewpoints of (1) no generation of radioactive corrosion products and (4) no adhesion of radioactive substances to the pipe surface and equipment, the effect of suppressing the adhesion of radioactivity by electrolytic polishing treatment It is an object of the present invention to provide a method for suppressing radioactive contamination that can further increase the air dose rate and suppress the exposure of workers, and a primary cooling system for a reactor embodying this method.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1の発
明は、放射性流体と接触する部材の放射能汚染を抑制す
る方法において、部材の接液面にあらかじめ電解研磨を
施すとともに、部材をその使用環境温度における1月当
たりの腐食放出量が1mg/dm2 以下の金属材料で形成す
ることを特徴とする。
That is, according to the invention of claim 1, in a method for suppressing radioactive contamination of a member which is in contact with a radioactive fluid, the liquid contact surface of the member is electrolytically polished in advance and the member is It is characterized in that it is formed of a metal material having a monthly corrosion release amount of 1 mg / dm 2 or less at an operating environment temperature.

【0031】請求項2の発明は、上記放射能汚染抑制方
法において、部材と接触する放射性流体中の 0.1μm 以
上の粒子状物質を除去することを特徴とする。
The invention of claim 2 is characterized in that, in the method for suppressing radioactive contamination, particulate matter of 0.1 μm or more is removed from the radioactive fluid in contact with the member.

【0032】請求項3の発明は、放射性流体と接触する
部材の放射能汚染を抑制する方法において、部材の接液
面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、前記接液面の
ゼータ電位と放射性流体中の粒子状物質のゼータ電位と
の差が小さくなるよう少なくともいずれか一方のゼータ
電位を調整して、前記接液面への粒子状物質の付着を静
電的に抑制することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in a method for suppressing radioactive contamination of a member that comes into contact with a radioactive fluid, the liquid contact surface of the member is electrolytically polished in advance, and the zeta potential of the liquid contact surface and the radioactive fluid It is characterized in that at least one of the zeta potentials is adjusted so that the difference from the zeta potential of the particulate matter is reduced to electrostatically suppress the adhesion of the particulate matter to the liquid contact surface.

【0033】請求項4の発明は、上記部材の接液面のゼ
ータ電位の調整を、部材を分極させることによって行う
ことを特徴とする。
The invention of claim 4 is characterized in that the zeta potential of the liquid contact surface of the member is adjusted by polarizing the member.

【0034】請求項5の発明は、上記部材の接液面のゼ
ータ電位の調整を、あらかじめ前記接液面に酸化皮膜を
生成させることによって行うことを特徴とする。
The invention of claim 5 is characterized in that the zeta potential of the liquid contact surface of the member is adjusted by forming an oxide film on the liquid contact surface in advance.

【0035】請求項6の発明は、上記接液面を 250℃以
上の高温水に 500時間以上接触させることによって接液
面に酸化皮膜を生成させることを特徴とする。
The invention of claim 6 is characterized in that an oxide film is formed on the liquid contact surface by contacting the liquid contact surface with high temperature water of 250 ° C. or higher for 500 hours or longer.

【0036】請求項7の発明は、上記高温水が、25℃に
おける導電率が1μS/cm以下であり、溶存酸素濃度が
1 ppm以上であることを特徴とする。
The invention of claim 7 is characterized in that the high temperature water has an electric conductivity at 25 ° C. of 1 μS / cm or less and a dissolved oxygen concentration of 1 ppm or more.

【0037】請求項8の発明は、上記放射性流体中の粒
子状物質のゼータ電位を、粒子状物質の結晶形態を変え
ることによって調整することを特徴とする。
The invention of claim 8 is characterized in that the zeta potential of the particulate matter in the radioactive fluid is adjusted by changing the crystal form of the particulate matter.

【0038】請求項9の発明は、上記放射性流体中の粒
子状物質のゼータ電位を、粒子状物質の粒径を変えるこ
とによって調整することを特徴とする。
The invention of claim 9 is characterized in that the zeta potential of the particulate matter in the radioactive fluid is adjusted by changing the particle size of the particulate matter.

【0039】請求項10の発明は、放射性流体と接触す
る部材の放射能汚染を抑制する方法において、部材の接
液面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、放射化作用
を受けても二次的に放射性核種を発生することのないよ
うに同位体比を調整された金属イオンを放射性流体中に
注入することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in a method for suppressing radioactive contamination of a member which comes into contact with a radioactive fluid, the liquid contact surface of the member is subjected to electrolytic polishing in advance, and secondarily even when it is activated by activation. It is characterized in that metal ions whose isotope ratio is adjusted so as not to generate radionuclides are injected into a radioactive fluid.

【0040】請求項11の発明は、上記同位体比を調整
された金属イオンが、Mg−26を除いたMg,Cr−50
を除いたCr,V−51を除いたV,Ti−50を除いたT
i,Ni−58,Ni−62およびNi−64を除いたNi,
Zn−64,Zn−68およびZn−70を除いたZn,Cd
−114 を除いたCd,Mo−98を除いたMo,W−184
およびW−186 を除いたW,およびNbからなる群から
選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする。
In the eleventh aspect of the present invention, the metal ion whose isotope ratio is adjusted is Mg, Cr-50 excluding Mg-26.
Cr excluding Cr, V excluding V-51, T excluding Ti-50
i, Ni-58, Ni-62 and Ni except Ni-64,
Zn and Cd excluding Zn-64, Zn-68 and Zn-70
Cd excluding -114, Mo excluding Mo-98, W-184
And at least one selected from the group consisting of W and Nb excluding W-186.

【0041】請求項12の発明は、放射性流体と接触す
る部材の放射能汚染を抑制する方法において、部材の接
液面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、放射性流体
のpHをアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イ
オンの少なくともいずれか一方によって中性ないし弱ア
ルカリ性に調整することを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in a method for suppressing radioactive contamination of a member that comes into contact with a radioactive fluid, the liquid contact surface of the member is electrolytically polished in advance, and the pH of the radioactive fluid is adjusted to alkali metal ions or alkaline earth. It is characterized in that it is adjusted to be neutral to weakly alkaline by at least one of the group metal ions.

【0042】請求項13の発明は、請求項12の放射能
汚染抑制方法において、放射性流体中の溶解性クロムの
イオン当量濃度にほぼ相当するアルカリ金属イオンまた
はアルカリ土類金属イオンの少なくともいずれか一方を
放射性流体に注入することを特徴とする。
The thirteenth aspect of the present invention is the method for suppressing radioactive contamination according to the twelfth aspect, wherein at least one of an alkali metal ion and an alkaline earth metal ion substantially corresponding to the ion equivalent concentration of soluble chromium in the radioactive fluid is used. Is injected into the radioactive fluid.

【0043】請求項14の発明は、上記放射性流体のp
Hを、25℃におけるpHが 8.6以下となるように調整す
ることを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the p of the radioactive fluid is
The feature is that H is adjusted so that the pH at 25 ° C. is 8.6 or less.

【0044】請求項15の発明は、原子炉の一次冷却材
が循環する原子炉一次冷却系において、一次冷却材と接
触する構造材の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとと
もに、一次冷却材中の 0.1μm 以上の粒子状物質を除去
するろ過脱塩フィルタ、中空糸フィルタおよびセラミッ
クフィルタのうち少なくとも一つを備えることを特徴と
する。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the reactor primary cooling system in which the primary coolant of the nuclear reactor circulates, the liquid contact surface of the structural material which comes into contact with the primary coolant is electrolytically polished in advance, and The filter is characterized by comprising at least one of a filter desalting filter, a hollow fiber filter and a ceramic filter for removing particulate matter of 0.1 μm or more.

【0045】請求項16の発明は、上記構造材をその使
用環境温度における1月当たりの腐食放出量が1mg/dm
2 以下の金属材料で形成することを特徴とする。
According to a sixteenth aspect of the present invention, the structural material has a corrosion emission amount of 1 mg / dm / month at the ambient temperature of use.
It is characterized by being formed of a metal material of 2 or less.

【0046】請求項17の発明は、原子炉の一次冷却材
が循環する原子炉一次冷却系において、一次冷却材と接
触する構造材の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとと
もに、構造材の電解研磨を施された接液面のゼータ電位
および一次冷却材中の粒子状物質のゼータ電位を測定す
るゼータ電位測定装置と、接液面のゼータ電位または粒
子状物質のゼータ電位を調整するゼータ電位調整装置と
を備えたことを特徴とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the reactor primary cooling system in which the primary coolant of the nuclear reactor circulates, the liquid contact surface of the structural material which comes into contact with the primary coolant is subjected to electrolytic polishing in advance, and the electrolytic material of the structural material is electrolyzed. A zeta potential measuring device that measures the zeta potential of the wetted surface and the zeta potential of the particulate matter in the primary coolant, and a zeta potential that adjusts the zeta potential of the wetted surface or the zeta potential of the particulate matter. And an adjusting device.

【0047】請求項18の発明は、上記ゼータ電位調整
装置が、粒子状物質のゼータ電位をその結晶形態または
結晶粒径を変えることによって調整するものであること
を特徴とする。
The invention of claim 18 is characterized in that the zeta potential adjusting device adjusts the zeta potential of the particulate matter by changing its crystal form or crystal grain size.

【0048】請求項19の発明は、上記ゼータ電位調整
装置が、上記構造材を分極させることによって接液面の
ゼータ電位を調整するものであることを特徴とする。
The invention of claim 19 is characterized in that the zeta potential adjusting device adjusts the zeta potential of the liquid contact surface by polarizing the structural material.

【0049】請求項20の発明は、上記ゼータ電位調整
装置が、接続部ごとにパッキンを介挿して絶縁される構
造材と、この構造材の内部中央に軸方向に設置された電
極と、構造材と電極との間に直流電流を流す直流電源と
を有することを特徴とする。
According to a twentieth aspect of the present invention, the zeta-potential adjusting device comprises a structural member in which each connecting portion is insulated by inserting a packing, an electrode axially installed in the inner center of the structural member, and a structure. It is characterized in that it has a direct current power source for supplying a direct current between the material and the electrode.

【0050】請求項21の発明は、原子炉の一次冷却材
が循環する原子炉一次冷却系において、一次冷却材と接
触する構造材の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとと
もに、この電解研磨を施した接液面に酸化皮膜を形成し
てあらかじめ接液面のゼータ電位を調整したことを特徴
とする。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the reactor primary cooling system in which the primary coolant of the nuclear reactor circulates, the liquid contact surface of the structural material which comes into contact with the primary coolant is electrolytically polished in advance, and this electrolytic polishing is performed. It is characterized in that an oxide film is formed on the applied liquid contact surface to previously adjust the zeta potential of the liquid contact surface.

【0051】請求項22の発明は、請求項21の原子炉
一次冷却系において、25℃における導電率が1μS/cm
以下で、溶存酸素濃度が1 ppm以上である純水を、接液
面に250℃以上の温度で 500時間以上接触させることに
よって、あらかじめ酸化皮膜を生成させることを特徴と
する。
According to a twenty-second aspect of the invention, in the reactor primary cooling system according to the twenty-first aspect, the conductivity at 25 ° C. is 1 μS / cm.
In the following, an oxide film is formed in advance by bringing pure water having a dissolved oxygen concentration of 1 ppm or more into contact with the liquid contact surface at a temperature of 250 ° C. or more for 500 hours or more.

【0052】請求項23の発明は、原子炉の一次冷却材
が循環する原子炉一次冷却系において、一次冷却材と接
触する構造材の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとと
もに、原子炉内に持ち込まれても二次的な放射性核種を
発生することのないよう同位体比を調整された金属イオ
ンを一次冷却材中に注入する金属イオン注入装置と、一
次冷却材中の金属イオンの濃度を監視して金属イオンの
注入量を制御する金属イオンモニタ装置とを備えたこと
を特徴とする。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in a reactor primary cooling system in which the primary coolant of the nuclear reactor circulates, the liquid contact surface of the structural material which comes into contact with the primary coolant is preliminarily electropolished, and The metal ion implanter that injects into the primary coolant metal ions whose isotope ratio has been adjusted so that secondary radionuclides are not generated even when brought in, and the concentration of metal ions in the primary coolant And a metal ion monitoring device for monitoring and controlling the implantation amount of metal ions.

【0053】請求項24の発明は、上記金属イオン注入
装置が、純水に炭酸ガスを吹き込んで電解液を生成する
手段と、生成された電解液に同位体比を調整された金属
元素を含有する金属板を複数枚浸漬しこれらの板の間に
直流電圧を印加して同位体比を調整された金属イオンを
発生する手段と、この金属イオンを含有する電解液から
炭酸ガスを脱気し一次冷却材中に供給する炭酸ガス除去
手段とを備えたことを特徴とする。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, the metal ion implanting apparatus comprises means for blowing carbon dioxide gas into pure water to generate an electrolytic solution, and the generated electrolytic solution containing a metal element whose isotope ratio is adjusted. A means for generating a metal ion whose isotope ratio is adjusted by dipping multiple metal plates and applying a DC voltage between these plates, and degassing carbon dioxide gas from the electrolytic solution containing this metal ion to perform primary cooling. And a means for removing carbon dioxide gas supplied into the material.

【0054】請求項25の発明は、上記金属イオン注入
装置が、同位体比を調整された金属またはその酸化物の
粒子を充填したカラムに高温水を通水し、腐食反応によ
って放出された金属イオンを含有する高温水をほぼ同じ
高温度の一次冷却材中に供給する手段を含むことを特徴
とする。
In the twenty-fifth aspect of the present invention, the metal ion implanting apparatus allows high temperature water to pass through a column packed with particles of a metal or oxide thereof whose isotope ratio is adjusted, and the metal released by a corrosion reaction. It is characterized by including means for supplying high-temperature water containing ions into the primary coolant having substantially the same high temperature.

【0055】請求項26の発明は、請求項25の原子炉
一次冷却系において、上記金属酸化物が、その溶融温度
の半分以上の温度で焼成された焼結体であることを特徴
とする。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the nuclear reactor primary cooling system according to the twenty-fifth aspect, the metal oxide is a sintered body which is fired at a temperature of half or more of a melting temperature of the metal oxide.

【0056】請求項27の発明は、請求項25の原子炉
一次冷却系において、上記高温水が、分流により採取さ
れた一次冷却材であることを特徴とする。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the nuclear reactor primary cooling system according to the twenty-fifth aspect, the high-temperature water is a primary coolant collected by a shunt.

【0057】請求項28の発明は、上記金属イオン注入
装置が、同位体比を調整された金属の、水素化物、水酸
化物、および金属酸塩のうち少なくとも1種の化合物を
含有する溶液またはスラリーを一次冷却材中に供給する
手段を含むことを特徴とする。
In the twenty-eighth aspect of the present invention, the metal ion implantation apparatus is a solution or a solution containing at least one compound selected from the group consisting of hydrides, hydroxides and metal salts of isotope-adjusted metals. It is characterized by including means for supplying the slurry into the primary coolant.

【0058】請求項29の発明は、上記同位体比を調整
された金属イオンが、Mg−26を除いたMg,Cr−50
を除いたCr,V−51を除いたV,Ti−50を除いたT
i,Ni−58,Ni−62およびNi−64を除いたNi,
Zn−64,Zn−68およびZn−70を除いたZn,Cd
−114 を除いたCd,Mo−98を除いたMo,W−184
およびW−186 を除いたW,およびNbからなる群から
選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする。
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, the metal ion whose isotope ratio is adjusted is Mg, Cr-50 excluding Mg-26.
Cr excluding Cr, V excluding V-51, T excluding Ti-50
i, Ni-58, Ni-62 and Ni except Ni-64,
Zn and Cd excluding Zn-64, Zn-68 and Zn-70
Cd excluding -114, Mo excluding Mo-98, W-184
And at least one selected from the group consisting of W and Nb excluding W-186.

【0059】請求項30の発明は、原子炉の一次冷却材
が循環する原子炉一次冷却系において、一次冷却材と接
触する構造材の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとと
もに、一次冷却材中のクロム濃度を監視するクロム濃度
監視手段と、このクロム濃度監視手段の監視結果に基づ
いて一次冷却材中のクロム濃度のイオン当量に見合うよ
うにアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオン
の少なくともいずれか一方を一次冷却材中に供給するア
ルカリ供給手段とを備えたことを特徴とする。
According to a thirtieth aspect of the present invention, in the reactor primary cooling system in which the primary coolant of the nuclear reactor circulates, the liquid contact surface of the structural material in contact with the primary coolant is electrolytically polished in advance, and Chromium concentration monitoring means for monitoring the chromium concentration of the liquid, and based on the monitoring results of the chromium concentration monitoring means, at least one of alkali metal ions and alkaline earth metal ions is adjusted so as to match the ion equivalent of the chromium concentration in the primary coolant. And an alkali supply means for supplying one of them into the primary coolant.

【0060】上記各請求項の発明を得るに当たって、本
発明者は、前述した放射能付着試験に引き続いて、鉄ク
ラッドの付着性が電解研磨材と未処理材とで異なる原因
を調査するために以下のような追加試験を実施した。
In obtaining the invention of each of the above claims, the present inventor, in order to investigate the cause of the difference in the adhesion of the iron clad between the electrolytic polishing material and the untreated material, following the above-mentioned radioactivity adhesion test. The following additional tests were conducted.

【0061】図22は、放射能の付着試験で添加した鉄
クラッドのゼータ電位の測定結果を示すものである。測
定は25℃においてpΗをパラメータに行った。一般に粒
子状の物体は水中において固有の界面動電位を示し、こ
れをゼータ電位と呼ぶ。ゼータ電位は固体と液体の界面
における電位差のうち界面動電現象に有効に作用する部
分であり、固体表面の電気的な固着相と液体との電位差
を表している。
FIG. 22 shows the measurement results of the zeta potential of the iron clad added in the radioactivity adhesion test. The measurement was performed at 25 ° C. with pΗ as a parameter. In general, particulate matter exhibits a unique electrokinetic potential in water, which is called zeta potential. The zeta potential is the portion of the potential difference at the interface between a solid and a liquid that effectively acts on the electrokinetic phenomenon, and represents the potential difference between the electrically fixed phase on the solid surface and the liquid.

【0062】図22から明らかなように、鉄クラッドの
ゼータ電位はpHによって変化し、pHが酸性側でプラ
スを示し、アルカリ側でマイナスとなる。また、中性領
域で電位が反転する(電位がゼロとなる:PΖC)pH
条件がある。BWRの一次系では超純水が使われてお
り、25℃換算のpH値で7近傍で運転されているが、本
試験で用いた鉄クラッドはpH=7でわずかにプラスに
帯電することが分かる。
As is clear from FIG. 22, the zeta potential of the iron clad changes with pH, and the pH shows a plus on the acidic side and a minus on the alkaline side. In addition, the potential is reversed in the neutral region (potential becomes zero: PEC) pH
There are conditions. Ultrapure water is used in the primary system of BWR, and it is operated at a pH value of 25 ° C in the vicinity of 7, but the iron clad used in this test is slightly positively charged at pH = 7. I understand.

【0063】一方、図23は、同様な測定を試験片Aと
試験片Cで行ったものである。両者の測定結果は鉄クラ
ッドと同じ様なpH依存性を示すものの、pH=7での
値に相違がある。つまり、両者ともpH=7においては
マイナスであり、またその絶対値は電解研磨処理を行っ
た試験片Cの方が大きかった。
On the other hand, FIG. 23 shows the same measurement performed on the test piece A and the test piece C. Although the measurement results of both show the same pH dependence as the iron clad, there is a difference in the value at pH = 7. That is, both were negative at pH = 7, and the absolute value was larger in the test piece C subjected to electrolytic polishing treatment.

【0064】図24は、25℃において鉄クラッドの付着
試験を行った結果を示すものである。試験手順は、ま
ず、図17に示すような試験体を準備し、放射能の付着
試験で添加したものと同一の鉄クラッドを1 ppm含む25
℃の水を供給した。その条件でpΗをパラメータに10時
間の鉄クラッドの付着試験を行った。pΗは 4〜10の範
囲で試験し、NaOΗとΗClを適宜加えて調整した。
クラッド付着試験後、各pΗ条件ごとに試験片を分析
し、試験片内表面に付着した鉄クラッド量を測定した。
FIG. 24 shows the results of an iron clad adhesion test at 25 ° C. The test procedure is as follows. First, prepare a test piece as shown in Fig. 17, and include 1 ppm of the same iron clad as that added in the radioactivity adhesion test.
C water was supplied. Under that condition, an adhesion test of the iron clad was carried out for 10 hours using pΗ as a parameter. The pH was tested in the range of 4 to 10 and adjusted by appropriately adding NaOH and HCl.
After the clad adhesion test, the test piece was analyzed for each pΗ condition, and the amount of iron clad adhering to the inner surface of the test piece was measured.

【0065】その結果、pΗ=7で著しい鉄クラッドの
付着が観察されたものの、それ以外のpH条件ではほと
んど鉄クラッドの付着が観察されなかった。これは、以
下のように理解される。つまり、試験片への鉄クラッド
の付着はゼー夕電位などの静電的な力によって支配され
ており、鉄クラッドのゼータ電位と試験片のゼータ電位
とが異符号であるpΗ=7条件でのみ、両者に引力が働
き、試験片に鉄クラッドが付着したが、それ以外のpΗ
条件では両者のゼータ電位は同符号であったため斥力が
働き、互いに反発しあって付着現象が見られなかったと
考えられる。
As a result, although significant iron clad adhesion was observed at pH = 7, almost no iron clad adhesion was observed under other pH conditions. This is understood as follows. That is, the adhesion of the iron clad to the test piece is dominated by electrostatic force such as the zeta potential, and only under the condition pΗ = 7 where the zeta potential of the iron clad and the zeta potential of the test piece have different signs. , The attractive force was exerted on both, and the iron clad adhered to the test piece.
It is considered that under the conditions, both zeta potentials had the same sign, so that repulsive force was exerted and repulsed each other, and the adhesion phenomenon was not seen.

【0066】また、図24では電解研磨を行った試験片
Cのほうにより多くの鉄クラッドの付着が測定され、鉄
クラッドの付着に関しては電解研磨面の方が大きくなる
危険性があることを示しいる。
Further, FIG. 24 shows that more iron clad adhesion was measured in the test piece C subjected to electrolytic polishing, and there is a risk that the electrolytic clad surface becomes larger in terms of iron clad adhesion. There is.

【0067】ところで、図19〜21に結果を示した放
射能付着試験は 280℃の高温水で行ったものであり、図
24に示す25℃で行った鉄クラッドの付着試験の結果を
そのまま当てはめることはできないものの、 280℃にお
いてもゼータ電位などの静電的な力が鉄クラッドの付着
現象に大きく影響していることは容易に想像される。な
お、 280℃においては高温水との接触によって内表面に
腐食酸化皮膜が生成され、時間とともに試験片のゼータ
電位が変化すると考えられる。
By the way, the radioactivity adhesion test whose results are shown in FIGS. 19 to 21 was carried out with high temperature water of 280 ° C., and the results of the adhesion test of the iron clad carried out at 25 ° C. shown in FIG. 24 are applied as they are. Although not possible, it is easily conceivable that even at 280 ° C, electrostatic forces such as zeta potential have a great influence on the adhesion phenomenon of the iron clad. It is considered that at 280 ° C, a corrosion oxide film is formed on the inner surface due to contact with high temperature water, and the zeta potential of the test piece changes with time.

【0068】図25は、試験片のゼータ電位の時間変化
を概念的に示したものである。ここで、試験片aはあら
かじめ 280℃の高温水で予備酸化処理を行った試験片で
あり、試験片bは試験片aと同じ仕様であるが予備酸化
処理を行っていない。予備酸化処理の結果、試験片aに
は酸化皮膜が生成されており、試験片bは金属光沢を示
している。
FIG. 25 conceptually shows the time variation of the zeta potential of the test piece. Here, the test piece a is a test piece that has been pre-oxidized with high-temperature water at 280 ° C., and the test piece b has the same specifications as the test piece a, but is not pre-oxidized. As a result of the preliminary oxidation treatment, an oxide film is formed on the test piece a, and the test piece b shows a metallic luster.

【0069】試験片a、bを 280℃の高温水と接触させ
ると、試験片aのゼータ電位は一定値を示すが、試験片
bは初期的に低い電位を示し、時間経過とともに試験片
aの値に漸近する。試験片bのゼータ電位の変化は、酸
化皮膜の生成過程に対応しており、金属光沢面では低
く、酸化皮膜の成長に伴って試験片aの値に近づく。試
験片のゼータ電位が低いと鉄クラッドのゼータ電位との
差が大きくなり、付着量の増加を招く。これは試験直後
においては特に鉄クラッドの付着が加速されることを推
測させる。原子力発電プラントで考えれば、特に新設プ
ラントの運転開始直後で接液部に酸化皮膜が生成されつ
つある期間においては、鉄クラッドの付着が加速される
危険性を示しているとも言える。
When the test pieces a and b were brought into contact with high-temperature water at 280 ° C., the zeta potential of the test piece a showed a constant value, but the test piece b initially showed a low potential, and the test piece a with time passed. Asymptotic to the value of. The change in the zeta potential of the test piece b corresponds to the formation process of the oxide film, is low on the metallic glossy surface, and approaches the value of the test piece a as the oxide film grows. When the zeta potential of the test piece is low, the difference from the zeta potential of the iron clad becomes large, which causes an increase in the adhesion amount. This suggests that the adhesion of the iron clad is accelerated immediately after the test. Considering the nuclear power plant, it can be said that there is a risk that the adhesion of the iron clad is accelerated especially during the period when the oxide film is being formed on the liquid contact part immediately after the operation of the new plant is started.

【0070】図22〜図25に示す試験結果をまとめる
と、放射性流体との接触面に電解研磨加工を施すことに
よってイオン状の放射性物質の取り込みを有効に抑制す
ることができるが、粒子状の放射性物質の取り込み(鉄
クラッドが付着し、そこに放射性物質が取り込まれる現
象を含む。)は、鉄クラッド(粒子状の放射性物質)と
接液材料との静電的な力によって強く支配されており、
電解研磨処理の有無に関わらず生じ、条件によっては電
解研磨面への付着量が多くなる危険性もあると結論され
る。
The test results shown in FIGS. 22 to 25 are summarized. By electrolytically polishing the contact surface with the radioactive fluid, it is possible to effectively suppress the uptake of ionic radioactive substances. Incorporation of radioactive substances (including the phenomenon in which iron clad adheres and is incorporated therein) is strongly controlled by the electrostatic force between the iron clad (particulate radioactive substance) and the liquid contact material. Cage,
It is concluded that this occurs regardless of the presence or absence of electropolishing treatment, and there is a risk that the amount adhered to the electropolishing surface will increase depending on the conditions.

【0071】しかしながら、いずれにしろ鉄クラッドの
付着は粒子状の放射性物質の付着量を増加させることを
意味しており、電解研磨による放射能の付着抑制効果を
相殺する危険性もあるといえる。
However, in any case, the adhesion of the iron clad means increasing the adhesion amount of the particulate radioactive material, and it can be said that there is a risk that the effect of suppressing the adhesion of the radioactivity by the electrolytic polishing is offset.

【0072】本発明者は、このような試験結果を踏まえ
て、例えば原子力発電プラント等に対して、放射能の付
着抑制を目的として接液部材料に電解研磨施工を実施す
る場合において、次のような観点から放射能付着抑制効
果をより高めることができるという確信を得るに至っ
た。
Based on such test results, the inventor of the present invention, for example, in the case of performing electrolytic polishing on a material in contact with liquid for the purpose of suppressing adhesion of radioactivity in a nuclear power plant or the like, From such a point of view, we have come to the conviction that the effect of suppressing radioactivity adhesion can be further enhanced.

【0073】1)鉄クラッドを主成分とする腐食生成
物、もしくはそれらが燃料表面で放射化された、いわゆ
る粒子状の放射性物質の除去が必要条件である。特に、
プラントの運転開始直後は鉄クラッドの付着が加速され
る危険性があり、注意が必要である。
1) It is necessary to remove the corrosion products containing iron clad as a main component, or so-called particulate radioactive substances, which are radioactiveized on the fuel surface. Especially,
Immediately after the start of plant operation, there is a risk that the adhesion of iron clad will be accelerated, so caution is required.

【0074】2)粒子状の放射性物質の除去によってイ
オン性の放射能の付着抑制が有効に機能することが期待
できる水質条件においても、放射能の付着サイトである
腐食酸化皮膜は存在し、ここへのイオン性の放射性物質
の取り込み現象は依然として発生する。酸化皮膜の生成
に伴って酸化皮膜中にイオン性の放射性物質の取り込ま
れる現象においては、冷却材中に適切な条件で金属イオ
ンを共存させることよってイオン性の放射性物質の取り
込み量を抑制することができる。
2) Even under water conditions where removal of particulate radioactive material can be expected to effectively suppress the attachment of ionic radioactivity, there is a corrosion oxide film that is the site of radioactivity attachment. The phenomenon of uptake of ionic radioactive substances into the still occurs. In the phenomenon that ionic radioactive substances are incorporated into the oxide film due to the formation of the oxide film, suppressing the amount of ionic radioactive substance incorporated by allowing metal ions to coexist in the coolant under appropriate conditions. You can

【0075】3)適切な水質調整によってこの酸化皮膜
の成長ぞのものを抑制し、イオン性の放射性物質の取り
込み量を低減化することが可能である。
3) By properly adjusting the water quality, it is possible to suppress the growth of the oxide film and reduce the amount of ionic radioactive substances taken up.

【0076】本発明における主な抑制方法は、概ね、
(1)鉄クラッドを主成分とする腐食生成物、およびそ
れらが燃料表面で放射化された、いわゆる粒子状の放射
性物質の発生を抑制すること、(2)鉄クラッドを主成
分とする腐食生成物、およびそれらが燃料表面で放射化
された、いわゆる粒子状の放射性物質の電解研磨面への
付着を抑制すること、(3)酸化皮膜に取り込まれるイ
オン状放射性物質を金属イオンの共存によって抑制する
こと、(4)水質調整によって放射能の取り込みサイト
である酸化皮膜そのものの成長を抑制すること、に分類
される。
The main suppression methods in the present invention are
(1) Corrosion products containing iron clad as a main component, and suppressing the generation of so-called particulate radioactive materials that are activated on the fuel surface, (2) Corrosion products containing iron clad as a main component Substances, and the suppression of the so-called particulate radioactive substances, which have been activated on the fuel surface, on the electropolished surface, (3) Suppression of ionic radioactive substances taken into the oxide film by the coexistence of metal ions (4) Suppressing the growth of the oxide film itself, which is the site for incorporating radioactivity, by adjusting the water quality.

【0077】まず、(1)鉄クラッドを主成分とする腐
食生成物、ないしはそれらが燃料表面で放射化された、
いわゆる粒子状の放射性物質の発生を抑制する手段と作
用について説明する。
First, (1) a corrosion product containing iron clad as a main component, or those produced by activation on the fuel surface,
Means and actions for suppressing the generation of so-called particulate radioactive material will be described.

【0078】鉄クラッドを主成分とする腐食生成物、な
いしはそれらが燃料表面で放射化された、いわゆる粒子
状の放射能の発生を抑制する方法としては、腐食生成物
の発生部位において発生量そのものを規制する方法と、
発生した粒子状の腐食生成物が原子炉内に持ち込まれる
ことを防止するという2つの方法がある。
As a method for suppressing the generation of corrosion products containing iron clad as a main component, or so-called particulate radioactivity generated by activation of these on the fuel surface, the generation amount itself at the corrosion product generation site How to regulate
There are two methods of preventing the generated particulate corrosion products from being brought into the reactor.

【0079】腐食生成物の発生部は、原子力発電プラン
トの一次冷却水が循環するすべての系統における配管材
料の接液部と構成機器の接液部が対象となる。これらの
接液部材料に鉄、クロム、ニッケルを主成分とするステ
ンレス鋼などを用い、各々の使用環境温度において腐食
放出量を1mdm(mg/dm2 /month )以下に規定する
ことによって腐食生成物の発生量を激減させることがで
きる。
The generation part of the corrosion products is the liquid contact part of the piping material and the liquid contact part of the constituent equipment in all the systems in which the primary cooling water of the nuclear power plant circulates. Corrosion is generated by using stainless steel containing iron, chromium, and nickel as the main components for these wetted parts, and limiting the amount of corrosion released to 1 mdm (mg / dm 2 / month) or less at each operating environment temperature. It is possible to drastically reduce the amount of generated materials.

【0080】ところで、熱の移行媒体に水を用いる軽水
炉において、腐食生成物の発生量をゼロに抑制すること
は現行の技術では不可能である。そこで、発生し冷却材
中へ移行した粒子状の腐食生成物をフィルターで回収
し、原子炉内に持ち込ませない方法が有効である。回収
のためのフィルターには破砕樹脂を積層させた構造を有
するろ過脱塩フィルタ、マカロニ構造を有する中空糸フ
ィルタ、セラミックフィルタなどが適用可能である。こ
れらのフィルターを用いれば大きさが 0.1μm 以上の粒
子を効率よく回収できる。
By the way, in a light water reactor that uses water as a heat transfer medium, it is impossible to suppress the amount of corrosion products generated to zero by the existing technology. Therefore, a method is effective in which the particulate corrosion products generated and transferred into the coolant are collected by a filter and not brought into the reactor. As the filter for recovery, a filter desalting filter having a structure in which crushed resins are laminated, a hollow fiber filter having a macaroni structure, a ceramic filter, or the like can be applied. Using these filters, particles with a size of 0.1 μm or more can be efficiently collected.

【0081】次に、(2)鉄クラッドを主成分とする腐
食生成物、およびそれらが燃料表面で放射化された、い
わゆる粒子状の放射性物質の電解研磨面への付着を抑制
する手段と作用について説明する。
(2) Corrosion products containing iron clad as a main component, and means and functions for suppressing adhesion of so-called particulate radioactive substances, which are activated on the fuel surface, to the electrolytically polished surface. Will be described.

【0082】鉄クラッドを主成分とする腐食生成物、お
よびそれらが燃料表面で放射化された、いわゆる粒子状
の放射性物質の電解研磨面への付着を抑制するために
は、その付着メカニズムがゼータ電位等の静電的な力で
あることを逆に利用すればよい。つまり、鉄クラッドを
主成分とする腐食生成物と電解研磨面とにお互い斥力が
働いて反発しあうように調整すればよいのである。鉄ク
ラッドのゼータ電位はその結晶形態や結晶粒径によって
変化する。そこで、これらの性質を利用して鉄クラッド
のゼータ電位を任意にコントロールし、電解研磨面への
付着抑制を図ることができる。
In order to suppress the corrosion products containing iron clad as a main component and the so-called particulate radioactive substances, which are activated on the fuel surface, on the electropolished surface, the adhesion mechanism is a zeta mechanism. The electrostatic force such as electric potential may be used in reverse. That is, it suffices to adjust so that the repulsive force acts on the corrosion product containing iron clad as a main component and the electrolytically polished surface to repel each other. The zeta potential of the iron clad changes depending on its crystal form and crystal grain size. Therefore, these properties can be used to arbitrarily control the zeta potential of the iron clad to suppress the adhesion to the electropolished surface.

【0083】原子力発電プラントにおいて観察される鉄
クラッドは、その結晶形態から分類すると、へマタイト
(αFe2 3 )、マグネタイト(Fe3 4 )、ゲー
タイト(γFeOOΗ)、レピドクロサイト(αFeO
OΗ)であり、また結晶形態を示さない非晶質成分も存
在する。鉄クラッドのゼータ電位はその結晶形態や結晶
粒径によって変化する。
The iron clad observed in a nuclear power plant is classified according to its crystal form, hematite (αFe 2 O 3 ), magnetite (Fe 3 O 4 ), goethite (γFeOOΗ), and lepidocrocite (αFeO).
There is also an amorphous component which is Η) and which does not exhibit a crystalline form. The zeta potential of the iron clad changes depending on its crystal form and crystal grain size.

【0084】図26は、試薬の鉄酸化物のゼータ電位の
測定例を示しており、pΗをパラメータに結果をまとめ
たものである。この図から明らかなように、ゼータ電位
はpHによって変化し、また結晶形態の違いによっても
異なる。また、図27は結晶形態が同じヘマタイトで
も、その結晶粒径の大小によつてゼータ電位が異なるこ
とを示している。
FIG. 26 shows an example of measurement of the zeta potential of the iron oxide of the reagent, which summarizes the results with pH as a parameter. As is clear from this figure, the zeta potential changes with pH and also with the difference in crystal form. Further, FIG. 27 shows that even if hematite has the same crystal morphology, the zeta potential differs depending on the size of the crystal grain size.

【0085】そこで、このような性質を利用して鉄クラ
ッドのゼータ電位を任意にコントロールすることは可能
と考えられる。
Therefore, it is considered possible to arbitrarily control the zeta potential of the iron clad by utilizing such a property.

【0086】一方、電解研磨面を分極させ、接液部材の
ゼータ電位をコントロールすることによっても鉄クラッ
ドの付着抑制を達成することもできる。
On the other hand, it is also possible to suppress the adhesion of the iron clad by polarizing the electropolished surface and controlling the zeta potential of the liquid contact member.

【0087】さらに、あらかじめ電解研磨面のゼータ電
位を調整した接液部材料を供用する方法もある。これに
は対象とする部材を別の場所において、その環境温度下
であらかじめ前酸化処理を行う方法や、供用部位に取り
付けたのち高温水の循環によってプレフィルミングを行
うなど方法がある。
Further, there is also a method of using a liquid contact material whose zeta potential of the electrolytically polished surface is adjusted in advance. For this purpose, there are a method of pre-oxidizing the target member in another place at the ambient temperature, and a method of attaching the member to a service site and then pre-filming by circulating hot water.

【0088】次に、(3)酸化皮膜に取り込まれる放射
能を金属イオンの共存によって抑制する手段と作用につ
いて説明する。
Next, (3) the means and action for suppressing the radioactivity incorporated in the oxide film by the coexistence of metal ions will be described.

【0089】特公平3−14155号公報には、放射性
イオンを含む冷却材と接触する構造材に放射性イオンが
付着することを抑制する方法において、原子カプラント
の運転中に、前記冷却材中の金属イオンの量を測定し、
この測定値に基づいて前記冷却材中の金属イオン量が所
定値となるようにMg、Cr、V、Ti、Cu、Ni、
Zn、およびCdからなる群から選ばれた少なくとも1
種の物質の金属イオンを前記冷却材中に注入することを
特徴とする放射性イオン付着抑制方法が開示されてい
る。
Japanese Patent Publication No. 3-14155 discloses a method for suppressing the attachment of radioactive ions to a structural material in contact with a cooling material containing radioactive ions, in which the metal in the cooling material is in operation during the operation of the atomic couplant. Measure the amount of ions,
Based on this measurement value, Mg, Cr, V, Ti, Cu, Ni, so that the amount of metal ions in the coolant becomes a predetermined value,
At least one selected from the group consisting of Zn and Cd
Disclosed is a method for suppressing radioactive ion attachment, which comprises injecting metal ions of a seed material into the coolant.

【0090】この公報に開示されている内容に沿って試
験を行い、その有効性の確認とそのメカニズムの解明を
図った結果、本技術は、イオン状の放射性物質が構造材
の腐食に伴い、それらの腐食皮膜中に取り込まれる過程
で、これらの放射性イオンの取り込み速度が、共存する
金属イオン種との競争反応によって支配されており、こ
の原理を利用していることが明らかになった。
As a result of conducting a test in accordance with the contents disclosed in this publication and confirming its effectiveness and elucidating the mechanism thereof, the present technology shows that ionic radioactive substances are associated with corrosion of structural materials. It was clarified that the rate of uptake of these radioactive ions was governed by the competitive reaction with the coexisting metal ion species in the process of being incorporated into these corrosive films, and that this principle was utilized.

【0091】つまり、腐食皮膜中へのイオンの取り込み
は、程度の大小はあるにしろ溶液中での放射性イオンと
その他の共存イオン種の濃度比によって支配され、共存
イオン種の濃度が高いと、結果的に腐食皮膜中への放射
性イオンの取り込み量が抑制されることが分かった。
That is, the uptake of ions into the corrosion film is governed by the concentration ratio of radioactive ions and other coexisting ionic species in the solution, although the size is small or large. When the coexisting ionic species concentration is high, As a result, it was found that the amount of radioactive ions incorporated into the corrosion film was suppressed.

【0092】放射性物質を含む冷却材の接液部に電解研
磨を施した原子力発電プラントにおいて、放射能の付着
抑制をより効果的に行うために、この技術をそのまま組
み合わせて適用することも有効な手段であるが、この技
術には次のような問題点があることが判った。
In a nuclear power plant in which a liquid contact portion of a coolant containing a radioactive substance is electrolytically polished, it is effective to apply this technique as it is in order to more effectively suppress the adhesion of radioactivity. Although it is a means, it has been found that this technique has the following problems.

【0093】Mg、Cr、V、Ti、CU、Ni、Zn
およびCdの金属イオン注人によって、イオン性の放射
性物質の取り込み抑制が期待できるものの、付随的に核
反応が生じ、注入した各金属の放射化によって27Mg、
31Cr、55Cr、52V、51Ti、64Cu、66Cu、65
i、58Co、69Zn、 107Cd、 111Cd等の二次的な
放射能を生成する。それらの半減期は60Coに比べて短
く、また、これらが配管に付着しても短時間の内に放射
能が低下するので、運転停止後に所定時間待機して放射
能量が低減するのを待てば支障がないと結論している
が、アイソトープ便覧等で詳細に検証したところ、二次
的な放射性核種群には短半減期の核種のみならず、65
nなどの長半減期の核種も発生することが判明した。
Mg, Cr, V, Ti, CU, Ni, Zn
Although metal ion implantation of Cd and Cd can be expected to suppress the uptake of ionic radioactive substances, a nuclear reaction occurs incidentally, and activation of each injected metal causes 27 Mg,
31 Cr, 55 Cr, 52 V, 51 Ti, 64 Cu, 66 Cu, 65 N
It produces secondary radioactivity such as i, 58 Co, 69 Zn, 107 Cd, 111 Cd. Their half-life is shorter than that of 60 Co, and the radioactivity decreases in a short time even if they adhere to the pipes, so wait a predetermined time after operation stop and wait for the radioactivity to decrease. Although it has been concluded that there is no problem, a detailed examination in the isotope handbook etc. revealed that not only short-lived nuclides were found in the secondary radionuclide group, but 65 Z
It has been found that nuclides with a long half-life such as n are also generated.

【0094】これらのことから、上記金属イオンの同位
体比を調整すれば、全く二次的な放射能を発生させない
こともできることを見出した。以下に、同位体比を調整
するという意味あいについてMgを例に述べる。
From the above, it was found that it is possible to generate no secondary radioactivity at all by adjusting the isotope ratio of the above metal ions. The meaning of adjusting the isotope ratio will be described below by taking Mg as an example.

【0095】Μgは自然界には、24Μg、25Mg、26
gの3種類が、存在比で各々78.99、10.00 、11.01 %
で存在する(化学便覧基礎編、日本化学会編、丸善株式
会社出版、改訂3版)。特公平3−14155号公報で
は、Mgを注入した場合には、27Mgが生成すると述べ
ているが、これは同位体比を無調整で用いたことによっ
て、26Mgが中性子を吸収して発生するものであり、以
下の反応式26 Μg(n、γ)27Μg で書き表わせる。
In the natural world, Μg is 24 Μg, 25 Mg, 26 M
Abundance ratios of 3 kinds of g are 78.99, 10.00, 11.01% respectively
(Kagaku Binran Basic, edited by The Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd., 3rd revised edition). Japanese Examined Patent Publication No. 3-14155 describes that 27 Mg is produced when Mg is injected, but this is caused by the absorption of neutrons by 26 Mg by using the isotope ratio without adjustment. And can be expressed by the following reaction formula 26 μg (n, γ) 27 μg.

【0096】この際、同位体比を調整し、26Mgを除外
して、24Mgと25Mgの一方、もしくはこの2成分から
なるΜgを用いれば、これらを注入したことによって発
生する二次的な放射能が全くなしにイオン状放射性物質
の付着抑制を図ることができる。このように、本発明で
同位体比を調整するとは、上記の操作を意味する。
At this time, if the isotope ratio is adjusted and 26 Mg is excluded and one of 24 Mg and 25 Mg, or Mg consisting of these two components is used, a secondary generated by injecting these is produced. Adhesion of ionic radioactive substances can be suppressed without any significant radioactivity. Thus, adjusting the isotope ratio in the present invention means the above operation.

【0097】質量数の違いによって、同位体を分離する
方法は、質量が小さいほど容易である。これは、水素原
子から、重水素( 2H)やトリチューム( 3Η)の分離
が比較的容易であり、安価に入手できることからも推定
されよう。現在の技術では、質量数が 230台のウランの
濃縮も可能であり、今回対象とする金属の質量数が最大
でも 110台であることから、技術的にはなんら問題はな
い。この同位体比を調整する技術を用いれば、Mgばか
りでなく、特公平3−14155号公報にあげられた金
属イオンの大部分について適用が可能である。
The smaller the mass, the easier the method for separating isotopes due to the difference in mass number. This can be inferred from the fact that deuterium ( 2 H) and tritium ( 3 H) can be separated from hydrogen atoms relatively easily and can be obtained at low cost. With the current technology, it is possible to enrich uranium with a mass number of 230, and since the mass number of the target metal is 110 at the maximum, there is no technical problem. If this technique of adjusting the isotope ratio is used, not only Mg but also most of the metal ions described in Japanese Patent Publication No. 3-14155 can be applied.

【0098】さらに、上記公報に述べられた金属イオン
について、同位体比の調整方法を以下に記述する。
Further, the method of adjusting the isotope ratio of the metal ions described in the above publication will be described below.

【0099】Cr:50Cr(4.35%)を除外し、52
r、53Cr、54Crのうちの1種成分もしくは2種以上
の多成分に同位体比を調整する。 V:51V(99.75 %)を除外し、50Vのみからなるよう
に同位体比を調整する。 Τi:50Ti(5.2 %)を除外し、46Τi、47Ti、48
Ti、49Τiのうちの1種成分もしくは2種以上の多成
分に同位体比を調整する。 Cu:適用不能 Ni:58Ni(68.3%)、62Ni(3.59%)、64Ni
(0.91%)を除外し、60Ni、61Niのうちの1種成分
もしくは2種成分に同位体比を調整する。 Zn:64Zn(48.6%)、68Zn(18.8%)、70Zn
(0.6 %)を除外し、66Zn、67Znのうちの1種成分
もしくは2種成分に同位体比を調整する。 Cd: 114Cd(28.7%)を除外し、 106Cd、 108
d、 110Cd、 111Cd、 112Cd、 113Cd、 116
dのうちの1種成分もしくは2種以上の多成分に同位体
比を調整する。
Cr: 50 C (4.35%) excluded, 52 C
The isotope ratio is adjusted to one component of r, 53 Cr, or 54 Cr or a multi-component of two or more components. V: 51 V (99.75%) is excluded, and the isotope ratio is adjusted to consist of 50 V only. Τi: 50 Ti (5.2%) is excluded, 46 Τi, 47 Ti, 48
Ti, 49 to adjust the isotope ratio in one component or two or more multi-component of the .tau.i. Cu: Not applicable Ni: 58 Ni (68.3%), 62 Ni (3.59%), 64 Ni
(0.91%) is excluded and the isotope ratio is adjusted to one or two components of 60 Ni and 61 Ni. Zn: 64 Zn (48.6%), 68 Zn (18.8%), 70 Zn
(0.6%) is excluded and the isotope ratio is adjusted to one or two components of 66 Zn and 67 Zn. Cd: 114 Cd (28.7%) is excluded, 106 Cd, 108 C
d, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd, 113 Cd, 116 C
The isotope ratio is adjusted to one component of d or two or more components.

【0100】上述したように、金属イオンの添加によっ
てイオン性放射性物質の取り込みが抑制される金属種で
は、同位体比の調整によって、注入に伴う二次的な放射
能の発生をなくし、金属イオンの注入をより一層効果的
に行えることが分かる。また、上記の金属種のみなら
ず、同様な効果が期待できる金属種に対して、同位体比
の調整を行うことももちろん可能である。
As described above, in the case of metal species in which the incorporation of ionic radioactive substances is suppressed by the addition of metal ions, adjustment of the isotope ratio eliminates the generation of secondary radioactivity associated with the injection, and the metal ions It can be seen that the injection can be performed more effectively. Further, it is of course possible to adjust the isotope ratio not only for the above-mentioned metal species but also for the metal species for which similar effects can be expected.

【0101】上記の金属種以外では、モリブデン(M
o)、タングステン(W)、ニオブ(Nb)、タンタル
(Ta)にイオン性放射性物質の取り込み抑制効果があ
ることを確認した。モリブデン、タングステン、ニオ
ブ、タンタルは、金属イオンもしくは金属酸イオンの形
態でBWR一次冷却材中で存在するが、以下の検討結果
から、モリブデン、タングステン、ニオブを本発明に適
用することができる。
Other than the above metal species, molybdenum (M
It was confirmed that o), tungsten (W), niobium (Nb), and tantalum (Ta) have an effect of suppressing the uptake of the ionic radioactive substance. Although molybdenum, tungsten, niobium, and tantalum exist in the BWR primary coolant in the form of metal ions or metal acid ions, molybdenum, tungsten, and niobium can be applied to the present invention based on the following examination results.

【0102】Mo:98Mo(24.1%)を除外し、92Μ
o、94Μo、95Μo、96Mo、97Μo、 100Moのうち
の1種成分もしくは2種以上の多成分に同位対比を調整
する。 W: 184W(30.3%)と 186W(28.6%)を除外し、
180W、 182W、 183Wのうちの1種成分もしくは2種
以上の多成分に同位体比を調整する。 Ta:調整不能(二次的な放射能の生成抑制不能) Nb:調整不要(二次的な放射能の発生なし)。
Mo: Excluding 98 Mo (24.1%), 92 M
The isotope ratio is adjusted to one component or two or more multicomponents of o, 94 M, 95 M, 96 Mo, 97 M, and 100 Mo. W: Excluding 184 W (30.3%) and 186 W (28.6%),
The isotope ratio is adjusted to one component or multiple components of 180 W, 182 W, and 183 W. Ta: Unadjustable (secondary radioactivity cannot be suppressed) Nb: Unnecessary (secondary radioactivity is not generated).

【0103】なお、実際のプラントにおけるイオン注入
において、注入する元素の選定、さらにはその同位休の
調整比は、その効果とそれにともなう投資額との比較に
よって決定されることは言うまでもなく、もちろん放射
化によって二次的な放射能を発生する有害な同位体で
も、 100%完全に除去する必要もない場合も出てこよ
う。
In ion implantation in an actual plant, it goes without saying that the selection of the element to be implanted and the adjustment ratio of its isotope are determined by comparing the effect with the investment amount. Even if harmful isotopes that generate secondary radioactivity by crystallization are not necessary to be completely removed 100%.

【0104】最後に、(4)水質調整によって放射能の
取り込みサイトである酸化皮膜そのものの成長を抑制す
る手段と作用について説明する。
Finally, (4) the means and action for suppressing the growth of the oxide film itself, which is the site for incorporating radioactivity, by adjusting the water quality will be described.

【0105】一般に鉄鋼材料の腐食はpΗを高くするこ
とによって減少することが知られている。これに関して
は、ステンレス鋼便覧(長谷川正義監修、日刊工業新聞
社発行、昭和55年12月25日初版 8刷、p 297)に詳しく
記載されている。これによれば、高いpΗは腐食生成物
の密着性をよくし、水中への放出および生成物の再沈積
を少なくする効果があることがすべての報告で一致して
いると記述されている。pΗの高い水質環境は材料の腐
食に対しては有効であることはこのように広く認知され
ているものの、やみくもにpHを上げればよいのではな
く、そのことに関する注意が本便覧にも、「生成物の伝
熱面への付着はボイラでも原子炉でも最も嫌われるとこ
ろであるので、pΗを高くすることは好ましいわけであ
るが、アルカリ割れなどを生じないように如何にしてp
Hを高めるかが問題であろう」と記述されている。
It is generally known that the corrosion of steel materials is reduced by increasing pΗ. This is described in detail in the Stainless Steel Handbook (edited by Masayoshi Hasegawa, published by Nikkan Kogyo Shimbun, December 25, 1980, first edition, 8th edition, p297). According to this, it is stated that all reports agree that a high pΗ has the effect of improving the adhesion of corrosion products and reducing the release into water and the redeposition of products. Although it is widely recognized that a water environment with a high pΗ is effective against the corrosion of materials, it is not necessary to blindly raise the pH. Since the adhesion of the product to the heat transfer surface is the most disliked in both boilers and reactors, it is preferable to increase pH, but how to prevent alkali cracking etc.
The issue is whether to increase H. "

【0106】これは、例えば原子力発電プラントにおい
て考えれば、燃料被覆管表面で沸騰現象が生じる炉型で
は、その部位において濃縮現象が発生するため、pHを
高めることによって燃料被覆管の水質環境が冷却材中の
pHと比較して極端に高いpH条件となり、アルカリ割
れなどによって破損する危険性があるのでこれを指摘し
ているものである。
Considering, for example, in a nuclear power plant, this is because in a reactor type in which a boiling phenomenon occurs on the surface of the fuel clad tube, a concentration phenomenon occurs at that portion, and therefore the water quality environment of the fuel clad tube is cooled by increasing the pH. This is pointed out because the pH condition is extremely higher than the pH in the material and there is a risk of damage due to alkali cracking or the like.

【0107】そこで、本発明者等は原子力発電プラント
の運転中の水質データのなかで公表されているpH値に
注目し、その値と燃料被覆管の破損例との相関性につい
て蓄積された膨大なデータを検証し、BWRにおいて
は、冷却材中のpHが少なくとも25℃換算で 8.6以下の
アルカリ水質条件であれば、燃料被覆管の健全性に影響
がない、との結論に達した。もちろんこのpH値は現行
の燃料被覆管材料に対するものであり、よりアルカリ腐
食に強い被覆管の採用によって順次、より高いpHへ許
容適用範囲が広がることは言うまでもない。
Therefore, the present inventors have paid attention to the pH value published in the water quality data during the operation of the nuclear power plant, and have accumulated a huge amount of accumulated correlations between the pH value and the examples of damage to the fuel cladding. It was concluded that the BWR had no effect on the integrity of the fuel cladding if the pH of the coolant was at least 8.6 in terms of 25 ° C in alkaline water conditions. Of course, this pH value is for the current fuel cladding material, and needless to say, the adoption of a cladding tube that is more resistant to alkali corrosion will gradually increase the allowable range of application to higher pH.

【0108】ところで、ΒWRを例にとれば、冷却材の
水質は最も高濃度で存在する溶解性クロム(数10 ppbレ
ベル)によってわずかながら酸性側へシフトしている。
そこで、本発明ではアルカリ性を示す試薬を添加して、
この中性からのズレを修正させ、さらには弱アルカリ水
質へと変更させようとするものである。用いる試薬とし
ては、溶解性クロムのイオン当量濃度に相当するアルカ
リ金属(Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)とアルカ
リ土類金属(Ca、Sr、Ba、Ra、Be、Mg)の
各種の塩のうち水酸化物、水素化物、酸化物、金属酸塩
のように、水素と酸素の一方、もしくは両方を含む化合
物からなる一群の、少なくとも1種以上が適用可能であ
る。また、ここで、注入するアルカリ金属やアルカリ土
類金属は、その同位体比を調整し、炉心の照射場におい
ても、放射化による二次的な放射能を生じさせないこと
がさらに望ましい。
By the way, in the case of BWR as an example, the water quality of the coolant is slightly shifted to the acidic side by the soluble chromium (at a level of several 10 ppb) existing at the highest concentration.
Therefore, in the present invention, by adding a reagent showing alkalinity,
It is intended to correct this deviation from neutrality and to change to weak alkaline water quality. As the reagent to be used, various kinds of alkali metals (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) and alkaline earth metals (Ca, Sr, Ba, Ra, Be, Mg) corresponding to the ion equivalent concentration of soluble chromium are used. At least one or more of the group consisting of compounds containing one or both of hydrogen and oxygen, such as hydroxides, hydrides, oxides, and metal acid salts, is applicable. Further, it is more desirable that the injected isotope ratio of the alkali metal or alkaline earth metal is adjusted so that secondary radioactivity due to activation does not occur even in the irradiation field of the core.

【0109】[0109]

【発明の実施の形態】以下、本発明の原子炉一次冷却系
のBWRにおける実施の形態を、主な放射能汚染抑制方
法、すなわち、放射性物質を含む冷却材の接液部に電解
研磨を施すとともに、(1)鉄クラッドを主成分とする
腐食生成物、およびそれらが燃料表面で放射化された、
いわゆる粒子状の放射性物質の発生を抑制する、(2)
鉄クラッドを主成分とする腐食生成物、およびそれらが
燃料表面で放射化された、いわゆる粒子状の放射性物質
の電解研磨面への付着を抑制する、(3)酸化皮膜に取
り込まれるイオン状放射性物質を金属イオンの共存によ
って抑制する、(4)水質調整によって放射性物質の取
り込みサイトである酸化皮膜そのものの成長を抑制す
る、という各方法に対応して、図面に基づいて説明す
る。なお、図29と共通する部分には同一符号を付し、
重複する説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the embodiment of the BWR of the primary cooling system for a nuclear reactor of the present invention will be described with reference to a main method for suppressing radioactive contamination, that is, electrolytic polishing is performed on a liquid contact portion of a coolant containing a radioactive substance. In addition, (1) Corrosion products containing iron clad as a main component, and those activated on the fuel surface,
Suppress the generation of so-called particulate radioactive materials, (2)
Corrosion products containing iron clad as a main component, and suppressing the adhesion of so-called particulate radioactive substances, which have been activated on the fuel surface, to the electrolytically polished surface (3) Ionic radioactivity incorporated in the oxide film Corresponding to the respective methods of suppressing the substance by the coexistence of metal ions and (4) suppressing the growth of the oxide film itself, which is the site for incorporating the radioactive substance, by adjusting the water quality, a description will be given with reference to the drawings. In addition, the same parts as those in FIG.
Duplicate description will be omitted.

【0110】まず、(1)鉄クラッドを主成分とする腐
食生成物、およびそれらが燃料表面で放射化された、い
わゆる粒子状の放射性物質の発生を抑制する方法を適用
した本発明の実施の形態を説明する。
First, (1) a corrosion product containing iron clad as a main component, and a method for suppressing the generation of so-called particulate radioactive substances, which are radioactiveized on the fuel surface, are applied to the practice of the present invention. The form will be described.

【0111】図16に示すようなBWRプラントにおい
て、放射性物質を含む冷却材と接触する構造材、例えば
原子炉圧力容器本体、炉内構造物、給復水系の配管と構
成機器、炉水再循環系の配管と構成機器、炉水浄化系の
配管と構成機器に対して、放射性物質の付着抑制を目的
に接液面の電解研磨処理が適用される。
In a BWR plant as shown in FIG. 16, structural materials such as a reactor pressure vessel body, reactor internals, supply / condensation system piping and components, and reactor water recirculation, which come into contact with a coolant containing a radioactive substance. Electrolytic polishing of the liquid contact surface is applied to the piping and components of the system and the piping and components of the reactor water purification system for the purpose of suppressing the deposition of radioactive substances.

【0112】さらに、これらの構造材の接液面への放射
性物質の付着抑制をより効果的に行うために、腐食生成
物の発生部位である、給復水系、炉水浄化系、炉水再循
環系の配管や機器接液部の材料に、各々の使用環境温度
において腐食放出量が1mdm(mg/dm2 /month )以
下の金属材料、例えば鉄、クロム、ニッケルを主成分と
するステンレス鋼などを用いることによって腐食生成物
の発生量を現状より激減させる。
Furthermore, in order to more effectively suppress the adhesion of radioactive substances to the liquid contact surfaces of these structural materials, the parts where corrosion products are generated are the feed / condensation system, the reactor water purification system, and the reactor water recovery system. Metallic materials with a corrosion release rate of 1 mdm (mg / dm 2 / month) or less at the respective operating environmental temperatures, such as stainless steel containing iron, chromium, or nickel as the main components, as materials for the circulation system piping and equipment wetted parts The amount of corrosion products generated is drastically reduced from the current level by using such as.

【0113】ところで、前述したように熱の移行媒体に
水を用いる軽水炉において、腐食生成物の発生量をゼロ
に抑制することは現行の技術では不可能である。そこ
で、発生し冷却材中へ移行した粒子状の腐食生成物をフ
ィルターで回収し、原子炉内に持ち込ませず、放射性の
腐食生成物への変換を防止する方法が有効に用いられ
る。
By the way, in the light water reactor using water as the heat transfer medium as described above, it is impossible to suppress the amount of corrosion products generated to zero by the existing technology. Therefore, a method is effectively used in which the particulate corrosion products generated and transferred into the coolant are collected by a filter and are not brought into the nuclear reactor to prevent conversion into radioactive corrosion products.

【0114】図1は、このような粒子状の腐食生成物の
回収に好適なろ過脱塩フィルタの構造を模式的に示して
いる。31はエレメントと呼ばれる構造物であり、多孔
質もしくはメッシュ構造になっており透水性があり、そ
の外表面に破砕樹脂33を積層させている。このろ過脱
塩フィルタの断面を図2に示す。
FIG. 1 schematically shows the structure of a filtration desalination filter suitable for recovering such particulate corrosion products. Reference numeral 31 is a structure called an element, which has a porous or mesh structure and is water permeable, and a crushed resin 33 is laminated on the outer surface thereof. The cross section of this filtration desalination filter is shown in FIG.

【0115】このようなろ過脱塩フィルタに、破砕樹脂
33側から粒子状の腐食生成物を含む冷却材を通水させ
ると、腐食生成物はろ過現象によって破砕樹脂33層に
トラップされる。図2において、符号35はトラップさ
れた粒子状の腐食生成物を示している。
When a coolant containing particulate corrosion products is passed through the crushing resin 33 side through such a filter desalting filter, the corrosion products are trapped in the crushing resin 33 layer by the filtering phenomenon. In FIG. 2, reference numeral 35 indicates trapped particulate corrosion products.

【0116】腐食生成物の回収用フィルタとして図1に
示すろ過脱塩フィルタを用いた場合には、粒子状の腐食
生成物のみならずイオン性の不純物も破砕樹脂33によ
るイオン交換反応によってトラップされる効果がある。
When the filter desalting filter shown in FIG. 1 is used as a filter for recovering corrosion products, not only particulate corrosion products but also ionic impurities are trapped by the ion exchange reaction by the crushing resin 33. There is an effect.

【0117】腐食生成物の回収用のフィルターには、上
記ろ過脱塩フィルタの他に、マカロニ構造を有する中空
糸フィルタや、セラミックフィルタなどが適用可能であ
る。これらのフィルターを用いれば、大きさが 0.1μm
以上の粒子を効率よく回収することができる。
As the filter for recovering the corrosion product, in addition to the above filter desalting filter, a hollow fiber filter having a macaroni structure, a ceramic filter or the like can be applied. With these filters, the size is 0.1 μm
The above particles can be efficiently recovered.

【0118】これらの回収用フィルタは、図16に示す
ようなBWRプラントの給復水系、炉水浄化系、炉水再
循環系のうち、一系統以上に設置すればよい。ただし、
ろ過脱塩フィルタと中空糸フィルタの使用温度は50℃が
目安となるため、これらのフィルタの設置箇所は復水浄
化装置13と炉水浄化装置27に限定される。ただし、
それ以外の箇所においての設置にあたつては、一旦50℃
以下に冷却材を冷却後、これらを使用するのは何ら問題
がないのは言うまでもない。
These recovery filters may be installed in one or more of the feed / condensation system, reactor water purification system and reactor water recirculation system of the BWR plant as shown in FIG. However,
Since the use temperature of the filtration desalination filter and the hollow fiber filter is 50 ° C. as a guide, the installation locations of these filters are limited to the condensate purification device 13 and the reactor water purification device 27. However,
For installation in other locations, once at 50 ° C
It goes without saying that there is no problem in using these after cooling the coolant.

【0119】一方、セラミックフィルタはその種類によ
って異なるものの、通常は炉水温度での使用も可能であ
り、プラントのすべての系統において適用可能である。
On the other hand, although the ceramic filter varies depending on its type, it can usually be used at the reactor water temperature and can be applied to all the systems of the plant.

【0120】次に、(2)鉄クラッドを主成分とする腐
食生成物、およびそれらが燃料表面で放射化された、い
わゆる粒子状の放射性物質の電解研磨面への付着を抑制
する方法を適用した本発明の実施の形態を説明する。
Next, (2) a method for suppressing the adhesion of corrosion products containing iron clad as a main component and so-called particulate radioactive substances, which are radioactiveized on the fuel surface, to the electrolytically polished surface An embodiment of the present invention will be described.

【0121】図3は、粒子状の腐食生成物のゼータ電位
をその結晶形態や結晶粒径を変化させることによって調
整し、接液部材の電解研磨面への付着を抑制する方法を
適用した本発明の原子炉一次冷却系の一実施の形態を示
すものである。
FIG. 3 shows a method in which the zeta potential of a particulate corrosion product is adjusted by changing its crystal form and crystal grain size to suppress the adhesion of the wetted member to the electrolytically polished surface. 1 shows an embodiment of a reactor primary cooling system of the present invention.

【0122】この原子炉一次冷却系おいては、再循環ポ
ンプ17の出口側に、粒子状の腐食生成物と電解研磨処
理を施工した構造材とのゼータ電位とを連続的に測定す
るゼータ電位測定装置37と、粒子状の腐食生成物のゼ
ータ電位を調整するクラッドゼータ電位調整装置39が
設置されている。これらの装置によって冷却材中の腐食
生成物のゼータ電位を調整し、粒子状の腐食生成物であ
るクラッドと電解研磨処理を施工した構造材との間に斥
力が働くようにしている。。
In this reactor primary cooling system, at the outlet side of the recirculation pump 17, the zeta potential of the particulate corrosion products and the zeta potential of the structural material subjected to the electrolytic polishing treatment are continuously measured. A measuring device 37 and a clad zeta potential adjusting device 39 for adjusting the zeta potential of the particulate corrosion product are installed. With these devices, the zeta potential of the corrosion product in the coolant is adjusted so that a repulsive force acts between the clad, which is a particulate corrosion product, and the structural material that has been subjected to the electrolytic polishing treatment. .

【0123】クラッドゼータ電位調整装置39は、クラ
ッドの結晶形態や結晶粒径を調整することによってゼー
タ電位を調整している。クラッドは温度や溶存酸素濃度
を変化させることによってその結晶形態を変化させるこ
とができる。また、クラッドの結晶粒径は、超音波振動
バスによって微細化が可能であり、一方バイブレーショ
ンや撹拌といった物理的作用、もしくは熟成時間や溶存
酸素濃度の増加によって成長させることができる。
The clad zeta potential adjusting device 39 adjusts the zeta potential by adjusting the crystal form and crystal grain size of the clad. The crystal form of the clad can be changed by changing the temperature or the dissolved oxygen concentration. Further, the crystal grain size of the clad can be miniaturized by an ultrasonic vibration bath, while it can be grown by a physical action such as vibration or stirring, or by an increase in aging time or dissolved oxygen concentration.

【0124】なお、クラッドゼータ電位調整装置39
は、再循環ポンプ17の入口側や、給水加熱器15の最
終段以降に取り付けることも可能である。また、炉水再
循環系を有しないABWRにおいては、クラッドが循環
する部位において単独に炉内設置することも考えられ
る。
The clad zeta potential adjusting device 39
Can be attached to the inlet side of the recirculation pump 17 or the final stage of the feed water heater 15. In addition, in an ABWR that does not have a reactor water recirculation system, it may be possible to install it separately in the reactor at the site where the clad circulates.

【0125】図4は、電解研磨処理を施工した構造材を
分極させ、そのゼータ電位を調整することによって、粒
子状腐食生成物の付着を静電的に抑制する方法を適用し
た本発明の原子炉一次冷却系の一実施の形態を示すもの
である。
FIG. 4 shows an atom of the present invention to which a method of electrostatically suppressing the adhesion of particulate corrosion products by polarizing the structural material subjected to electrolytic polishing treatment and adjusting the zeta potential thereof. 1 shows an embodiment of a furnace primary cooling system.

【0126】この原子炉一次冷却系においては、再循環
ポンプ17の出口側に、粒子状の腐食生成物と電解研磨
処理を施工した構造材とのゼータ電位とを連続的に測定
するゼータ電位測定装置37と、電解研磨処理を施工し
た構造材のゼータ電位を調整する構造材ゼータ電位調整
装置41が設置されている。ここでは、電解研磨を施工
した部位が炉水再循環系の配管であることを想定して構
成されており、プラントの運転中はこれらの装置を用
い、電解研磨処理を施工した構造材のゼータ電位を調整
することによって、クラッドと電解研磨処理を施工した
構造材との間に斥力が働くようにしている。
In this reactor primary cooling system, zeta potential measurement is performed on the outlet side of the recirculation pump 17 for continuously measuring the zeta potentials of the particulate corrosion products and the electrolytically treated structural material. A device 37 and a structural material zeta potential adjusting device 41 for adjusting the zeta potential of the structural material subjected to electrolytic polishing treatment are installed. Here, it is configured assuming that the part where electropolishing is applied is the piping of the reactor water recirculation system, and while these plants are in operation, these devices are used and the zeta of the structural material that has been electropolished is applied. By adjusting the electric potential, a repulsive force acts between the clad and the structural material subjected to the electrolytic polishing treatment.

【0127】電解研磨処理を施工した構造材のゼータ電
位を調整する方法は、例えば、そこが配管部位である場
合では、配管を今までの溶接接続部位ごとに絶縁し、電
気的な分極作用によって可能である。
The method for adjusting the zeta potential of the structural material subjected to the electrolytic polishing treatment is, for example, in the case where it is a piping portion, the piping is insulated for each welding connection portion up to now, and the electrical polarization action is used. It is possible.

【0128】図5は、配管を分極させる手段を模式的に
示すものである。図5において、符号43が対象とする
配管であり、隣の配管45と耐熱性と絶縁性を有するパ
ッキン47を介しフランジ構造で接続されている。配管
43、45の中央には対極となる電極49が設置されて
いる。電極49と対象とする配管43の外表面からリー
ド線が取り出され、直流電源51に接続されている。
FIG. 5 schematically shows means for polarizing the pipe. In FIG. 5, reference numeral 43 denotes a target pipe, which is connected to an adjacent pipe 45 by a flange structure via a packing 47 having heat resistance and insulation. An electrode 49 serving as a counter electrode is installed at the center of the pipes 43 and 45. A lead wire is taken out from the outer surface of the electrode 49 and the target pipe 43, and is connected to the DC power supply 51.

【0129】配管のゼータ電位を変化させるための分極
の範囲は、電気的な調整を加えない電位である自然浸せ
き電位に対して最大で±1が目安であり、その範囲に限
定することによって、配管材料が分極によって異常に溶
出する危険性を最低限度に抑えることができる。
The range of polarization for changing the zeta potential of the pipe is about ± 1 at the maximum with respect to the natural immersion potential which is a potential without electrical adjustment, and by limiting to this range, The risk of abnormal elution of piping material due to polarization can be minimized.

【0130】また、冷却材と接触する構造材のゼータ電
位を供用前にあらかじめ調整することによって、粒子状
腐食生成物の付着を静電的に抑制することもできる。
Further, by preliminarily adjusting the zeta potential of the structural material that comes into contact with the cooling material before use, it is possible to electrostatically suppress the adhesion of the particulate corrosion products.

【0131】図25に基づいて既に述べたように、金属
材料のゼータ電位は、酸化皮膜が存在せず金属面が露呈
している状況においては酸化皮膜生成後と比較すると低
い。そのため、酸化皮膜が未形成な期間においては、粒
子状の腐食生成物の付着性が高くなる可能性がある。ま
た、電解研磨処理を施工した金属面では、未処理材と比
較して粒子状の腐食生成物の付着が加速される危険性が
あり、これをも回避することを目的として電解研磨面に
前もって酸化皮膜を付与する。
As already described with reference to FIG. 25, the zeta potential of the metal material is lower than that after the oxide film is formed in the situation where the oxide film is not present and the metal surface is exposed. Therefore, the adherence of particulate corrosion products may increase during the period when the oxide film is not formed. In addition, on the metal surface that has been subjected to electrolytic polishing treatment, there is a risk that the adhesion of particulate corrosion products will be accelerated compared to the untreated material, and in order to avoid this as well, the electrolytic polishing surface is preliminarily attached. Apply an oxide film.

【0132】図6は、対象とする接液部材を供用場所と
は別の場所において、その環境温度下であらかじめ前酸
化処理を行う手段を模式的に示している。図6におい
て、符号53は高温高圧水供給装置であり、この高温高
圧水供給装置53からポンプ55を用いて高温高圧水を
対象とする接液部材57に供給している。高温高圧水
は、様々なアタッチメントを用い、供用時に放射能を含
む冷却材と接触する接液部材57に送られている。ま
た、高温高圧水の水質は、高温高圧水供給装置53の水
をポンプ59を用いて連続的に一部採取し、水質測定装
置61で監視している。
FIG. 6 schematically shows a means for carrying out a pre-oxidizing treatment in advance at the environmental temperature of the target liquid contact member at a place different from the service place. In FIG. 6, reference numeral 53 is a high-temperature high-pressure water supply device, and the high-temperature high-pressure water supply device 53 uses a pump 55 to supply the high-temperature high-pressure water to the target liquid contact member 57. The high-temperature high-pressure water is sent to the liquid contact member 57 that comes into contact with the coolant containing radioactivity during use by using various attachments. The water quality of the high-temperature high-pressure water is monitored by the water-quality measuring device 61 by continuously collecting a part of the water of the high-temperature high-pressure water supply device 53 using the pump 59.

【0133】高温高圧水の温度は各々の接液部材57の
使用環境温度以上であることが望ましいが、 250℃以上
であれば十分と考えられる。また、処理時間を最低 500
時間以上とすることによって、要求される性能を有する
腐食酸化皮膜の生成が期待される。一方、処理水の水質
条件は、不純物を含まない超純水が最も望ましいが、25
℃換算の導電率で1μS/cm以下であれば許容できる。
ところで溶存酸素は酸化皮膜の生成運度とその性質に大
きな影響を与える。処埋水における溶存酸素濃度は高い
ほど望ましいと考えられるが、1ppm 以上であれば生成
される酸化皮膜の特性に大きな相違はないと考えられ
る。
It is desirable that the temperature of the high-temperature high-pressure water is equal to or higher than the environmental temperature at which each wetted member 57 is used, but 250 ° C. or higher is considered sufficient. Also, the processing time is at least 500
When the time is longer than that, it is expected that a corrosion oxide film having the required performance is produced. On the other hand, as for the quality of treated water, ultrapure water containing no impurities is the most desirable.
An electric conductivity of 1 μS / cm or less in terms of ° C is acceptable.
By the way, dissolved oxygen has a great influence on the production rate of an oxide film and its properties. It is considered that the higher the dissolved oxygen concentration in the buried water is, the more preferable it is, but if the concentration is 1 ppm or more, it is considered that there is no great difference in the characteristics of the oxide film formed.

【0134】電解研磨面のゼータ電位の前調整は、対象
とする接液部材を供用部位に取り付けた後、循環運転を
行い循環ポンプのジュール熱もしくは加熱装置を用いる
ことによっても達成することができる。
The pre-adjustment of the zeta potential of the electropolished surface can also be achieved by attaching the target liquid contact member to the service site and then performing a circulation operation to use Joule heat or a heating device of a circulation pump. .

【0135】図7は、図16に示す現行のBWRの炉水
再循環系の配管と構成機器の接液部と、炉水浄化系の配
管と構成機器の接液部とに酸化皮膜を付与する方法を模
式的に示している。ここでは、これらの配管にすでに電
解研磨が施されていることを想定している。
FIG. 7 shows that an oxide film is applied to the piping of the reactor water recirculation system of the current BWR shown in FIG. 16 and the liquid contact portion of the component equipment, and the piping of the reactor water purification system and the liquid contact portion of the component equipment. The method to do is shown typically. Here, it is assumed that these pipes have already been electrolytically polished.

【0136】酸化皮膜付与処理は以下の手順で実施され
る。まず、燃料を装荷する前の時点で原子炉から蒸気
系、および給復水系を隔離する。再循環ポンプ17と炉
水浄化系ポンプ21を起動し、炉水の循環運転を開始す
る。この例では、再循環ポンプ17のジュール熱によっ
て炉水温度は約 280℃まで上昇することが期待される。
酸化皮膜生成中は接液部材料から溶出した不純物等は炉
水浄化系で浄化される。
The oxide film applying treatment is carried out by the following procedure. First, the steam system and the feed / condensation system are isolated from the reactor before the fuel is loaded. The recirculation pump 17 and the reactor water purification system pump 21 are activated to start the circulation operation of the reactor water. In this example, the Joule heat of the recirculation pump 17 is expected to raise the reactor water temperature to about 280 ° C.
During the formation of the oxide film, impurities and the like eluted from the wetted part material are purified by the reactor water purification system.

【0137】上記酸化皮膜付与を目的とした処理時間を
最低 500時間以上とすることによって、要求される性能
を有する腐食酸化皮膜の生成が期待される。一方、処理
水の水質条件は、不純物を含まない超純水が最も望まし
いが、25℃換算の導電率で1μS/cm以下であれば許容
できる。さらに、処理水中の溶存酸素濃度は1ppm 以上
であれば生成される酸化皮膜の特性に大きな相違はない
ことはすでに述べた。
By setting the treatment time for the purpose of applying the above oxide film to at least 500 hours or more, it is expected that a corrosion oxide film having the required performance is produced. On the other hand, as the water quality condition of the treated water, ultrapure water containing no impurities is most preferable, but it is acceptable if the electric conductivity at 25 ° C. is 1 μS / cm or less. Furthermore, it has already been mentioned that there is no great difference in the characteristics of the oxide film formed if the dissolved oxygen concentration in the treated water is 1 ppm or more.

【0138】ところで、このような酸化皮膜付与プロセ
スにおいては、処理水中の溶存酸素が接液部材における
酸化皮膜生成にともなって急速に消費される事態が予測
される。そこで、これに対処するために、高濃度の溶存
酸素を含む超純水の注入や酸素ガスの注入等の各種の準
備をあらかじめしておく。
By the way, in such an oxide film application process, it is expected that dissolved oxygen in the treated water will be rapidly consumed as the oxide film is formed in the liquid contact member. Therefore, in order to deal with this, various preparations such as injection of ultrapure water containing a high concentration of dissolved oxygen and injection of oxygen gas are prepared in advance.

【0139】次に、(3)酸化皮膜に取り込まれるイオ
ン状の放射性物質を金属イオンの共存によって抑制する
方法を適用した本発明の実施の形態を説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in which (3) a method of suppressing an ionic radioactive substance taken into an oxide film by the coexistence of metal ions is applied.

【0140】ここでは、イオン状の放射性物質が構造材
の接液部の腐食に伴って、それらの腐食皮膜中に取り込
まれる過程で、これら放射性イオンの取り込み速度が、
共存する金属イオン種との競争反応によって支配されて
いることを利用し、積極的に金属イオン種を添加して放
射性イオンの付着を抑制する。その際、注入する金属イ
オン種の同位体比を調整し、原子炉内に持ち込まれても
二次的な放射性物質を発生することのないよう、最も効
果的にイオン注入が行われるようにする。
Here, in the process in which the ionic radioactive substance is taken into the corroded film of the structural material due to the corrosion of the wetted part, the uptake rate of these radioactive ions is
Taking advantage of the fact that it is dominated by the competitive reaction with the coexisting metal ion species, the metal ion species is actively added to suppress the attachment of radioactive ions. At that time, the isotope ratio of the metal ion species to be injected is adjusted to ensure the most effective ion injection so that secondary radioactive materials are not generated even when brought into the reactor. .

【0141】図8は、冷却材中に同位体比を調整された
金属イオンを注入するようにした本発明の一次冷却系の
一実施の形態を示すもので、再循環ラインに金属イオン
モニター装置63が取り付けられ、同位体比を調整され
た金属イオンを生成し冷却材中に注入する金属イオン注
入装置65が炉水浄化装置27の下流側にバルブ67を
介して接続されている。
FIG. 8 shows an embodiment of the primary cooling system of the present invention in which isotope ratio-adjusted metal ions are injected into the coolant. 63 is attached, and a metal ion implanting device 65 for producing metal ions whose isotope ratio is adjusted and injecting into the coolant is connected to the downstream side of the reactor water purification device 27 via a valve 67.

【0142】金属イオンモニ夕一装置63には、インラ
インのイオンクロマトグラフィ装置などが最適である。
この装置によれば、一定時間おきに冷却材中の金属イオ
ン濃度を測定することができる。
An in-line ion chromatography device or the like is most suitable for the metal ion monitor 63.
According to this device, the metal ion concentration in the coolant can be measured at regular intervals.

【0143】この金属イオンモニ夕一装置63の出力に
応じて、バルブ67の開閉が制御され、金属イオン注入
装置65からの金属イオンの注入量が調整される。
The opening and closing of the valve 67 is controlled in accordance with the output of the metal ion monitor 63, and the amount of metal ions implanted from the metal ion implanter 65 is adjusted.

【0144】金属イオン注入装置65には、例えば、図
9に示すような装置が適用される。この金属イオン注入
装置は、目的とする同位体比を調整した金属元素からな
る金属板もしくはこれを一部含む金属板69を複数枚用
い、これらの間に直流電圧を印加して電極反応によって
金属イオンを発生するように構成されている。
As the metal ion implantation device 65, for example, a device as shown in FIG. 9 is applied. This metal ion implanter uses a plurality of metal plates 69 made of a metal element having a desired isotope ratio adjusted or a metal plate 69 including a part thereof, and a DC voltage is applied between them to cause metal reaction by an electrode reaction. It is configured to generate ions.

【0145】この金属イオン注入装置において、まず電
極反応によって金属イオンが容易に発生するように、電
解液を電解質にする工夫がなされる。これは、電解液が
電解質だと低い電圧で電解反応が起きるため、直流電源
設備をコンパクトにできるからである。そこで、図9に
示すように電解液を電解質にするための炭酸ガス飽和槽
71が設けられる。
In this metal ion implanter, first, the electrolyte is used as an electrolyte so that metal ions are easily generated by the electrode reaction. This is because if the electrolytic solution is an electrolyte, an electrolytic reaction occurs at a low voltage, so that the DC power supply equipment can be made compact. Therefore, as shown in FIG. 9, a carbon dioxide gas saturation tank 71 for converting the electrolytic solution into an electrolyte is provided.

【0146】この炭酸ガス飽和槽71には、純水供給ラ
イン73から流量調節弁75を介して一定量の純水が連
続的に給水される。また、この炭酸ガス飽和槽71へ
は、炭酸ガスボンベ77より、炭酸ガスがバブリングラ
イン79を介して供給される。その結果、炭酸ガス飽和
槽71内の溶液は炭酸ガスが溶解し、以下の解離反応 CO2 +Η2 O→H2 CO3 Η2 CΟ3 →Η+ +ΗCO3 - ΗCΟ3 - →H+ +CΟ3 2- を起こして電解質となり、電極反応を容易にする。な
お、過剰な炭酸ガスは、シールポット81から系外に放
出される。
A constant amount of pure water is continuously supplied from the pure water supply line 73 to the carbon dioxide gas saturation tank 71 through the flow rate adjusting valve 75. Carbon dioxide gas is supplied to the carbon dioxide gas saturation tank 71 from a carbon dioxide gas cylinder 77 through a bubbling line 79. As a result, the solution in the carbonation tank 71 and dissolved carbon dioxide, the following dissociation reaction CO 2 + Η 2 O → H 2 CO 3 Η 2 CΟ 3 → Η + + ΗCO 3 - ΗCΟ 3 - → H + + CΟ 3 2- Produces an electrolyte and facilitates electrode reaction. The excess carbon dioxide gas is released from the seal pot 81 to the outside of the system.

【0147】炭酸ガスが溶解し炭酸イオンが解離状態に
ある溶液は、連結管83を通して電解槽85に送られ、
ここで電極反応が行われる。電解槽85には同位体比を
調整した金属板69が電極として設置される。図9で
は、2枚の金属板69から構成されているが、複数枚の
金属板69をセットして発生量を増加させたり、異なる
金属種からなる電極を取り付け、異なるイオン種をブレ
ンド状態で発生させることもできる。これらの金属板6
9間には、直流電源87によって直流電流が流れる。金
属板69間に印加する直流電圧の極性を一定時間ごとに
切り替え、金属板の減肉を均等化させると、材料の有効
利用を図ることができる。
A solution in which carbon dioxide gas is dissolved and carbonate ions are in a dissociated state is sent to the electrolytic cell 85 through the connecting pipe 83,
The electrode reaction is performed here. A metal plate 69 whose isotope ratio is adjusted is installed as an electrode in the electrolytic cell 85. In FIG. 9, it is composed of two metal plates 69, but a plurality of metal plates 69 are set to increase the generation amount, or electrodes made of different metal species are attached, and different ion species are blended. It can also be generated. These metal plates 6
A direct current flows between 9 through the DC power supply 87. When the polarity of the DC voltage applied between the metal plates 69 is switched at regular intervals to equalize the thinning of the metal plates, it is possible to effectively use the material.

【0148】金属イオンが溶解した電解液は、溶解して
いる炭酸イオンを除去させるために、連結管89を通し
て炭酸ガス除去タンク91に送られる。炭酸ガス除去タ
ンク91では、脱気用ガスがボンベ93からバブリング
ライン95を介して供給される。すると、溶解している
炭酸イオンが解離反応の逆反応によってガス状態で回収
される。回収される炭酸ガスと過剰な脱気ガスは、シー
ルポット97によって系外に除去される。なお、バブリ
ングライン95の先端部は多数の微細な吹き出し口を有
するバブラー構造になっており、脱気ガスを効率よく注
入することができるようになっている。
The electrolytic solution in which the metal ions are dissolved is sent to the carbon dioxide gas removal tank 91 through the connecting pipe 89 in order to remove the dissolved carbonate ions. In the carbon dioxide gas removal tank 91, the degassing gas is supplied from the cylinder 93 via the bubbling line 95. Then, the dissolved carbonate ions are recovered in a gas state by the reverse reaction of the dissociation reaction. The recovered carbon dioxide gas and excess degassed gas are removed to the outside of the system by the seal pot 97. The tip portion of the bubbling line 95 has a bubbler structure having a large number of minute blowout ports so that degassed gas can be injected efficiently.

【0149】このようにして生成された金属イオン溶液
は、注人ポンプ99により目的とする部位に注人され
る。
The metal ion solution thus produced is poured into the target site by the pouring pump 99.

【0150】ところで、前述の特公平3−14155号
公報では、金属イオンの注入方法については、タンク中
に金属イオンを充填させておき、必要に応じてポンプに
て注入する方法が述べられている。さらに、実施例とし
てCrイオンの注入について述べられ、Crイオンをタ
ンク内に充填すると記述されている。しかしながら、金
属クロムをイオン状態で、かつ、プラント規模の注入に
対応すべく高濃度に充填するするためには、Crが溶解
する溶液のpΗを極端に酸性にしない限り不可能であ
る。そのため、この方法を採用した場合には、酸性溶液
がイオン種の注入に付随してプラント内に導入される。
どのような酸性溶液を用いるかによって、導入されるイ
オン種が異なるが、一般的な塩化物イオン、硫酸イオ
ン、硝酸イオン等のアニオン種は、構造材の健全性を脅
かし、SCC(応力腐食割れ)の加速因子であることが
広く知られている。いずれにしろ、対象とする金属イオ
ン以外の注入は好ましくない。
By the way, Japanese Patent Publication No. 3-14155 described above describes a method of injecting metal ions by filling a tank with metal ions and then injecting them with a pump if necessary. . Further, as an example, Cr ion implantation is described, and it is described that Cr ions are filled in a tank. However, it is not possible to pack the chromium metal in an ionic state and at a high concentration so as to cope with plant-scale injection unless the pH of the solution in which Cr is dissolved is extremely acidic. Therefore, when this method is adopted, the acidic solution is introduced into the plant along with the injection of the ionic species.
The ion species to be introduced differ depending on what kind of acidic solution is used, but general anion species such as chloride ion, sulfate ion, nitrate ion, etc. threaten the soundness of structural materials and cause SCC (stress corrosion cracking). ) Is widely known to be an acceleration factor. In any case, implantation other than the target metal ion is not preferable.

【0151】この実施の形態では、注入する金属イオン
種を製造しながら注入するため、タンク内の濃度も低
く、かつ電解液中の炭酸イオンは脱気によって除去させ
るため不必要なイオン種の導入が抑制され、目的の金属
イオンのみが注入される。
In this embodiment, since the metal ion species to be injected are injected while being manufactured, the concentration in the tank is low, and the carbonate ions in the electrolytic solution are removed by degassing, so that unnecessary ion species are introduced. Is suppressed and only the target metal ions are implanted.

【0152】Cr以外のΜg、V、Τi、Cu、Ni、
Zn、Cdについても、タンク内に貯留させる方法では
アニオン種の付随的な注入が懸念される。
Other than Cr, Vg, V, Τi, Cu, Ni,
Concerning Zn and Cd as well, there is a concern that incidental injection of anion species may occur in the method of storing in the tank.

【0153】炭酸ガスの脱気によって、溶解していた金
属イオンは、一部は、微粒子の水酸化物として溶液中に
析出する。ただし、これらの微粒子が高温水中に持ち込
まれると、再びイオン状態となる。これは、これらの金
属の溶解度が目的とする濃度(例えば、10 ppb)と比
較して十分に高いからであり、その結果、付随的に不要
なイオン種を原子炉内に持ち込むことなく、初期の目的
を達成することが可能となる。
Due to the degassing of carbon dioxide gas, some of the dissolved metal ions are precipitated in the solution as particulate hydroxides. However, when these fine particles are brought into high temperature water, they become ionic state again. This is because the solubilities of these metals are sufficiently high compared to the target concentration (eg, 10 ppb), and as a result, there is no need to bring unwanted ionic species into the reactor, It is possible to achieve the purpose of.

【0154】上記の金属イオン注人装置では、対象とす
る同位体比を調整した金属イオン種を、その元素単独か
らなる金属板、もしくはこれを一部含む金属板を複数枚
用い直流電圧を加えて発生させ、これを注入に用いるこ
とによって、金属イオン種濃度を電流値の調整により任
意にかつ、微妙な値にも正確に制御可能となり、不必要
な金属イオン種の流入も防止することができる。さら
に、電極板の入れ替えによって、注入イオン種を変更し
たり、電極板に複数種の金属板を用いることにより、注
入イオン種のブレンドも容易に可能である。もちろん電
極板の数を増すことによって、実験室規模から実プラン
ト規模の注入も可能である。
In the above metal ion injecting apparatus, a metal ion species whose target isotope ratio is adjusted is used as a metal plate consisting of a single metal element or a metal plate containing a part thereof, and a DC voltage is applied. By using this for injection, it becomes possible to control the metal ion species concentration arbitrarily and delicately by adjusting the current value, and prevent the inflow of unnecessary metal ion species. it can. Furthermore, it is possible to easily mix the implanted ion species by changing the implanted ion species by replacing the electrode plate or by using a plurality of types of metal plates for the electrode plate. Of course, by increasing the number of electrode plates, injection from a laboratory scale to an actual plant scale is possible.

【0155】上記したように、図9に示すような金属イ
オン注人装置65に用いることにより、図8に示す実施
の形態において原子炉水中の金属イオン濃度を所定の値
に維持することができる。
As described above, by using the metal ion pouring device 65 as shown in FIG. 9, the metal ion concentration in the reactor water can be maintained at a predetermined value in the embodiment shown in FIG. .

【0156】なお、この実施の形態では、金属イオン注
入装置65を炉水浄化装置27出口に設置したが、もち
ろんこの位置に限定するものではなく、炉水温度と同程
度の高温水が流れている部位(例えば炉水再循環ライ
ン、給水ライン等)や、復水浄化装置13出口などの低
温系にも設置が可能である。
In this embodiment, the metal ion implanting device 65 is installed at the outlet of the reactor water purifying device 27. However, it is not limited to this position, and high-temperature water having the same temperature as the reactor water temperature flows. It can also be installed in existing parts (for example, a reactor water recirculation line, a water supply line, etc.) and a low temperature system such as the outlet of the condensate purification device 13.

【0157】図10は、金属イオン注入装置の他の例を
示すもので、目的とする同位体比を調整した金属イオン
を発生させるために、対象とする元素を金属状態とし、
一次冷却系の高温系に設置して高温水を通水させ、腐食
放出反応によつて所定濃度を得る金属イオン注入装置を
模式的に示している。
FIG. 10 shows another example of the metal ion implanting apparatus. In order to generate a metal ion having a desired isotope ratio adjusted, a target element is brought into a metal state,
1 schematically shows a metal ion implanter installed in a high-temperature system of a primary cooling system to allow high-temperature water to pass therethrough and obtain a predetermined concentration by a corrosion release reaction.

【0158】この図では、円筒状のカラム101に微小
金属粒子103を充填し、これに高温水を通水してい
る。例えば一次冷却系の高温系から、高温水がバルブ1
05を介して導入され、金属粒子103が充填されてい
るカラム101を通過する。
In this figure, a cylindrical column 101 is filled with fine metal particles 103, and high temperature water is passed through this. For example, hot water from the high temperature system of the primary cooling system
It is introduced via 05 and passes through a column 101 packed with metal particles 103.

【0159】その結果、金属表面で腐食放出反応が生じ
金属イオンが高温水中へ放出される。なお、金属粒子1
03は 0.1〜1mmに分布を持つべく分粒し、比表面積を
増加させるとともに、カラム101内での充填密度を向
上させている。また、カラム101内の金属粒子はスク
リーン107によって保持されている。
As a result, a corrosion release reaction occurs on the metal surface, and metal ions are released into high temperature water. The metal particles 1
03 is sized so as to have a distribution of 0.1 to 1 mm to increase the specific surface area and improve the packing density in the column 101. The metal particles in the column 101 are held by the screen 107.

【0160】カラム101を通過することによって目的
とする金属イオンを含んだ高温水は、バルブ109を通
過して再び一次冷却系の高温系に戻される。また、この
カラム101にはバイパスライン111が併設されてお
り、バイパスバルブ113を介して高温水をバイパスす
ることができるようになっている。
By passing through the column 101, the high temperature water containing the target metal ions passes through the valve 109 and is returned to the high temperature system of the primary cooling system again. In addition, a bypass line 111 is also installed in the column 101 so that high temperature water can be bypassed via a bypass valve 113.

【0161】また、バルブ109、111は流量調節機
能を有しており、金属イオンモニター装置63により冷
却材中の金属イオン濃度を監視しながら、その開度を常
時調節するよう構成される。すなわち、金属イオン濃度
が所定値より低い場合には、バイパスバルブ113を絞
り、カラム101に流れる流量を多くする。一方、所定
値より高い場合には、カラム101を通過する流量を絞
り込み、金属イオン発生量を低下させる。
Further, the valves 109 and 111 have a flow rate adjusting function, and are configured to constantly adjust the opening while monitoring the metal ion concentration in the coolant by the metal ion monitor device 63. That is, when the metal ion concentration is lower than the predetermined value, the bypass valve 113 is throttled to increase the flow rate of the column 101. On the other hand, when it is higher than the predetermined value, the flow rate passing through the column 101 is narrowed down to reduce the metal ion generation amount.

【0162】また、カラム101に金属微粒子103の
代わりに、微粒子化した酸化物を充填し、高温系に設置
して高温水を通水させることにより、所定の金属イオン
を発生させることもできる。また、酸化物を用いる場合
には、その酸化物の溶融温度の半分以上の温度で焼成
し、焼結状態にして用いると、高温水を通過させても焼
結状態を保つため、焼結微粒子が誤って高温系に直接流
入するようなことがないなど、高温系での保持が容易と
なる。
Further, it is also possible to generate a predetermined metal ion by filling the column 101 with a finely divided oxide instead of the fine metal particles 103, and setting it in a high temperature system to pass high temperature water. When an oxide is used, it is sintered at a temperature of at least half of the melting temperature of the oxide to be in a sintered state, and the sintered state is maintained even when high-temperature water is passed through. Will not flow into the high temperature system by mistake, which makes it easy to maintain the high temperature system.

【0163】さらに、目的とする同位体比を調整した金
属イオンを発生させるために、金属微粒子や酸化物を利
用する場合には、装置構成が単純であり、実際に使用す
る前に金属中や酸化物中に含有する不純物量を低減する
ことによって、付随的に持ち込まれる不要イオン種を容
易に防止することができる。
Furthermore, in the case of using fine metal particles or oxides to generate a desired metal ion whose isotope ratio is adjusted, the device configuration is simple, and before the actual use, the metal or By reducing the amount of impurities contained in the oxide, unnecessary ionic species that are incidentally introduced can be easily prevented.

【0164】図11は、冷却材中に同位体比を調整され
た金属イオンを注入するようにした本発明の一次冷却系
の他の実施の形態を示すもので、対象とする金属を微粒
子化したもの、もしくは酸化物状態に加工し、高温系に
設置して高温水を通水させ、腐食放出反応によって同位
体比を調整した金属イオンの所定濃度を得る方法を適用
している。なお、この実施の形態では、カラム101に
流れる流量の調整を図10に示すような流量調節弁10
9、113によらず、高圧ポンプ115の流量を調整す
ることによって行っている。
FIG. 11 shows another embodiment of the primary cooling system of the present invention, in which isotope ratio-adjusted metal ions are injected into the coolant, and the target metal is made into fine particles. It is applied to a metal ion or an oxide state, which is installed in a high temperature system to allow high temperature water to pass therethrough to obtain a predetermined concentration of metal ion whose isotope ratio is adjusted by a corrosion release reaction. In addition, in this embodiment, the flow rate adjustment valve 10 as shown in FIG.
This is done by adjusting the flow rate of the high-pressure pump 115, regardless of whether it is 9 or 113.

【0165】図11において、カラム101には、目的
とする同位体比を調整した金属イオンを発生させるため
に、対象とする金属の微粒子、もしくは酸化物が充填さ
れている。このカラム101は、両方のバルブ105、
117を開いて、再循環ラインと接続される。高圧ポン
プ115は、カラム101において発生する圧力損失を
補償し、かつ、カラム101に流れる流量を調節する。
In FIG. 11, a column 101 is filled with fine particles or oxides of a target metal in order to generate a target metal ion having an adjusted isotope ratio. This column 101 has both valves 105,
Open 117 and connect to the recirculation line. The high-pressure pump 115 compensates the pressure loss generated in the column 101 and adjusts the flow rate of the column 101.

【0166】このような装置構成によって、炉水中の金
属イオン濃度を監視する金属イオンモニター装置63の
出力でカラム101に流れる流量を調整し、炉水中にお
いて所定の金属イオン濃度を達成する。
With such an apparatus configuration, the flow rate flowing through the column 101 is adjusted by the output of the metal ion monitoring device 63 for monitoring the metal ion concentration in the reactor water to achieve the predetermined metal ion concentration in the reactor water.

【0167】この実施の形態では、金属イオン注入装置
を再循環ラインにおいて、再循環ポンプ17の上流側に
設置したが、もちろんこの位置に限定するものではな
く、炉水温度と同程度の高温水が流れている部位(再循
環ポンプ下流側、給水ライン、炉水浄化系出口等)に設
置が可能である。
In this embodiment, the metal ion implanter is installed in the recirculation line on the upstream side of the recirculation pump 17. Of course, the position is not limited to this position, and high-temperature water at the same temperature as the reactor water temperature is used. It can be installed in the part where the water flows (downstream of the recirculation pump, water supply line, reactor water purification system outlet, etc.).

【0168】図12は、金属イオン注入装置のさらに他
の例を示すもので、目的とする金属イオンを発生させる
ために、対象とする金属元素を、酸化物以外で、水素化
物ないしは水酸化物、さらには金属酸塩のように水素と
酸素の一方、もしくは両者を含む化合物状態とし、スラ
リー状態もしくは溶液状態で冷却材中に注入して所定濃
度を得る金属イオン注入装置を模式的に示している。
FIG. 12 shows still another example of the metal ion implanting apparatus. In order to generate a target metal ion, a target metal element other than an oxide is replaced with a hydride or a hydroxide. Further, a metal ion implanter for obtaining a predetermined concentration by injecting into a coolant in a slurry state or a solution state in a compound state containing one or both of hydrogen and oxygen like a metal acid salt is schematically shown. There is.

【0169】図12において、まず純水の供給ライン1
19から、連続的に純水が懸濁液タンク121に供給さ
れている。懸濁液タンク121の上部には、水素化物な
いしは水酸化物、さらには金属酸塩のように水素と酸素
の一方、もしくは両者を含む化合物が微粉末状態で充填
されているタンク123が設置されている。このタンク
123中の微粉末は、連続的もしくは間欠的に懸濁液タ
ンク121に供給されている。懸濁液タンク121に
は、インペラー125などによる強制撹拌手段が取り付
けられており、微粉末の沈降を防止している。
In FIG. 12, first, pure water supply line 1
Pure water is continuously supplied from 19 to the suspension tank 121. Above the suspension tank 121, a tank 123 filled with a hydride or a hydroxide, or a compound containing hydrogen or oxygen or both such as a metal salt in a fine powder state is installed. ing. The fine powder in the tank 123 is continuously or intermittently supplied to the suspension tank 121. A forced stirring means such as an impeller 125 is attached to the suspension tank 121 to prevent the fine powder from settling.

【0170】これらのスラリー状の懸濁液もしくは溶液
は、高圧ポンプ127により所定のポイントに注入され
る。注入されたこれらのスラリーは高温水と接触するこ
とにより速やかに金属イオン化する。
The slurry-like suspension or solution is injected at a predetermined point by the high pressure pump 127. These injected slurries are rapidly metal ionized by contact with high temperature water.

【0171】図13は、冷却材中に同位体比を調整され
た金属イオンを注入するようにした本発明の一次冷却系
のさらに他の実施の形態を示すもので、対象とする金属
元素を、酸化物以外で、水素化物ないしは水酸化物、さ
らには金属酸塩のように水素と酸素の一方、もしくは両
者を含む化合物状態とし、スラリー状態もしくは溶液状
態で冷却材中に注入して同位体比を調整した金属イオン
の所定濃度を得る方法を適用している。
FIG. 13 shows still another embodiment of the primary cooling system of the present invention, in which isotope ratio-adjusted metal ions are injected into the coolant. In addition to oxides, hydrides or hydroxides, and even metal salts such as hydrogen and oxygen, or a compound state containing both, are injected into the coolant in a slurry state or a solution state, and isotopes are introduced. The method of obtaining the predetermined concentration of the metal ion whose ratio is adjusted is applied.

【0172】この実施の形態では、金属イオンモニター
装置63で炉水中の金属イオン濃度を監視しながら、目
的とする同位体比を調整した微粒子状化合物がスラリー
にて懸濁している懸濁液タンク121の懸濁液を高圧ポ
ンプ127でプラントの給水ラインに注入している。
In this embodiment, while monitoring the metal ion concentration in the reactor water with the metal ion monitor device 63, a suspension tank in which a particulate compound having a desired isotope ratio adjusted is suspended in a slurry. The suspension of 121 is injected into the water supply line of the plant by the high pressure pump 127.

【0173】このシステムでは金属イオンモニター装置
63の出力で、高圧ポンプ127の流量を調節し、冷却
材中における所定の金属イオン濃度を達成する。
In this system, the flow rate of the high pressure pump 127 is adjusted by the output of the metal ion monitor device 63 to achieve a predetermined metal ion concentration in the coolant.

【0174】この実施の形態では、金属イオン注入装置
を給水ラインに設置したが、もちろんこの位置に限定す
るものではなく、炉水温度と同程度の高温水が流れてい
る部位(炉水再循環ライン、炉水浄化系出口等)に設置
が可能である。また、プラントの各部において流量が大
きく、ラインにおける沈降が無視出来るような部位にお
いては、高温系ばかりでなく低温系での設置も何ら問題
はない。
In this embodiment, the metal ion implanter is installed in the water supply line, but it is not limited to this position, of course, and a portion where hot water having a temperature similar to the reactor water temperature flows (reactor water recirculation). It can be installed at the line, reactor water purification system outlet, etc.). In addition, in a part where the flow rate is large in each part of the plant and settling in the line can be ignored, there is no problem in installing not only in the high temperature system but also in the low temperature system.

【0175】ところで、上記の全ての実施の形態は、ジ
ェットポンプによって原子炉水を強制循環させるタイプ
の沸騰水型原子力発電プラントについて述べているが、
炉型についてはこれに限定するものではなく、ジェット
ポンプを持たない自然循環式の沸騰水型原子力発電プラ
ントや、外部再循環ラインを持たず、インターナルポン
プによって炉水を強制循環させるABWR、さらには加
圧水型原子力発電プラント(PWR)などを含む全ての軽
水炉、重水炉に対しても適用可能である。
By the way, all the above-mentioned embodiments describe the boiling water nuclear power plant of the type in which the reactor water is forcedly circulated by the jet pump.
The reactor type is not limited to this. A natural circulation type boiling water nuclear power plant without a jet pump, an ABWR that does not have an external recirculation line and forcibly circulates reactor water by an internal pump, Can also be applied to all light water reactors and heavy water reactors including pressurized water nuclear power plants (PWR).

【0176】最後に(4)水質調整によって放射性物質
の取り込みサイトである酸化皮膜そのものの成長を抑制
する方法を適用した本発明の実施の形態を説明する。
Finally, an embodiment of the present invention will be described in which (4) a method of suppressing the growth of the oxide film itself, which is a radioactive substance uptake site, by adjusting the water quality is applied.

【0177】図14は、電解研磨処理を施工した接液部
材の腐食を抑制するためにアルカリ金属イオン、あるい
はアルカリ土類金属イオンをー次冷却材中に注入するア
ルカリ注入装置を模式的に示している。
FIG. 14 schematically shows an alkali injecting device for injecting an alkali metal ion or an alkaline earth metal ion into the secondary coolant in order to suppress the corrosion of the wetted member subjected to the electrolytic polishing treatment. ing.

【0178】図14において、まず純水の供給ライン1
29から、連続的に純水がタンク131に供給されてい
る。タンク131上部には、アルカリ金属塩、あるいは
アルカリ土類金属塩が微粉末状態で充填されているタン
ク133が設置されている。タンク133中の微粉末
は、連続的もしくは間欠的にタンク131に供給されて
いる。タンク131には、インペラー135などによる
強制撹拌手段が取り付けられており、微粉末の溶解を促
進している。
In FIG. 14, first, pure water supply line 1
Pure water is continuously supplied to the tank 131 from 29. A tank 133 filled with an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt in a fine powder state is installed above the tank 131. The fine powder in the tank 133 is continuously or intermittently supplied to the tank 131. A forced stirring means such as an impeller 135 is attached to the tank 131 to promote the dissolution of the fine powder.

【0179】これらの溶液は高圧ポンプ137で所定の
ポイントに注入される。また、タンク131中のアルカ
リ金属イオン、あるいはアルカリ土類金属イオン濃度を
測定するため、タンク水を一部採取し、ポンプ139を
用いて水質測定装置141に導入して監視を行ってい
る。
These solutions are injected at a predetermined point by the high pressure pump 137. Further, in order to measure the concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions in the tank 131, a part of the tank water is sampled and introduced into the water quality measuring device 141 using the pump 139 for monitoring.

【0180】水質測定装置141は、アルカリ金属イオ
ン、あるいはアルカリ土類金属イオンの絶対濃度を測定
可能な機器が装備されていることが最も望ましいもの
の、対象とするイオン種が限定されている場合について
はpH計や導電率計のみで代用することができる。
The water quality measuring device 141 is most preferably equipped with a device capable of measuring the absolute concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions, but in the case where the target ion species is limited. Can be substituted with only a pH meter or a conductivity meter.

【0181】図15は、上記したようなアルカリ注入装
置を適用して、電解研磨処理を施工した接液部材の腐食
を抑制し、イオン性の放射性物質の付着抑制をはかった
本発明の一次冷却系の一実施の形態を示すものである。
FIG. 15 shows the primary cooling of the present invention in which the alkali injecting apparatus as described above is applied to suppress the corrosion of the liquid-contacting member subjected to the electrolytic polishing treatment and to suppress the adhesion of the ionic radioactive substance. 1 shows an embodiment of a system.

【0182】図15において、アルカリ注入装置143
は高圧ポンプ137を介して復水浄化装置13の下流側
に設置されているが、この位置以外でも、給復水系、炉
水再循環系、炉水浄化系の各系統に設置が可能である。
また、冷却材中の溶解性のクロム濃度を測定するため
に、炉水再循環系にクロム濃度測定装置145が取り付
けられている。このクロム濃度測定装置145の取付場
所については、炉水再循環系に限るものではなく、炉水
浄化系でもよく、冷却材を取り出すことができる構造と
なっている部位であれば系統はいとわない。
In FIG. 15, the alkali injecting device 143 is used.
Is installed on the downstream side of the condensate purification device 13 via the high-pressure pump 137, but it can be installed in each system of the supply / condensation system, the reactor water recirculation system, and the reactor water purification system other than this position. .
Further, in order to measure the soluble chromium concentration in the coolant, a chromium concentration measuring device 145 is attached to the reactor water recirculation system. The installation location of the chromium concentration measuring device 145 is not limited to the reactor water recirculation system, and may be the reactor water purification system, as long as the coolant can be taken out from the system. .

【0183】クロム濃度測定装置145としては、現状
の機器では連続測定が可能なイオンクロマトグラフィが
最適である。また、精度は落ちるものの、通常原子炉水
のpΗを測定するために取り付けられているpΗメータ
でも、この装置の代用してある程度は可能である。ただ
し、pΗメータを用いる場合には、冷却材中の主要不純
物が溶解性のクロムであるプラントであることが前提条
件となる。
As the chromium concentration measuring device 145, the most suitable is ion chromatography capable of continuous measurement in the current equipment. Although the accuracy is lowered, a pΗ meter, which is usually attached to measure the pΗ of reactor water, can be used as a substitute for this device to some extent. However, when the pΗ meter is used, it is a prerequisite that the main impurity in the coolant is a soluble chromium plant.

【0184】クロム濃度測定装置によって測定された溶
解性のクロム濃度、もしくは、pΗメータの値から推定
されるクロム濃度のイオン当量に見合うように、アルカ
リ注入装置143から高圧ポンプ137を用いて、所定
濃度のアルカリ金属イオンないしはアルカリ土類金属イ
オンが注入され、冷却材のpΗを中性、もしくは弱アル
カリ性に維持する。
Using a high pressure pump 137 from the alkali injecting device 143, a predetermined amount is adjusted so as to match the soluble chromium concentration measured by the chromium concentration measuring device or the ion equivalent of the chromium concentration estimated from the value of the p meter. A concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions is injected to maintain the coolant pΗ neutral or weakly alkaline.

【0185】アルカリ金属イオン、もしくはアルカリ土
類金属イオンを原子炉一次冷却系に注入する手段として
は図14に示すアルカリ注入装置を用いる他に、既存の
脱塩装置を利用して一次冷却系にこれらを導入すること
ができる。
As means for injecting alkali metal ions or alkaline earth metal ions into the primary cooling system of the reactor, in addition to the alkali injecting device shown in FIG. 14, the existing desalting device is used in the primary cooling system. These can be introduced.

【0186】すなわち、図16に示すようなBWRプラ
ントにおいて、復水浄化装置13や炉水浄化装置27
が、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とが所定の
比率で充墳されている複数の脱塩塔から構成される、
陰陽のイオン交換樹脂を破砕させ、それを積層させたろ
過脱塩装置から構成されている、もしくは両者が組み
合わされて構成されているプラントにおいては、アルカ
リ金属イオンもしくはアルカリ土類金属イオンをこれら
の陽イオン交換樹脂の全部ないしは一部にイオン交換反
応によってあらかじめ付与しておき、通水操作によって
イオン交換樹脂から脱落し、一次冷却系に持ち込まれる
ようにすることが可能である。
That is, in the BWR plant as shown in FIG. 16, the condensate purification device 13 and the reactor water purification device 27
Is composed of a plurality of desalting towers in which a cation exchange resin and an anion exchange resin are filled at a predetermined ratio.
In a plant consisting of a filter desalting device in which the Yin and Yang ion exchange resins are crushed and then stacked, or a combination of both, alkali metal ions or alkaline earth metal ions are added to these. It is possible to preliminarily give the whole or a part of the cation exchange resin by an ion exchange reaction so that the cation exchange resin is dropped from the ion exchange resin by a water-passing operation and brought into the primary cooling system.

【0187】例えば、次式 R- +Na+ →R−Na は、陽イオン交換樹脂(R- )にアルカリイオンの1種
であるナトリウムイオン(Na+ )がイオン交換反応に
よって付着した状態を示している。
For example, the following formula R + Na + → R-Na indicates a state in which sodium ion (Na + ) which is one of alkali ions is attached to the cation exchange resin (R ) by an ion exchange reaction. There is.

【0188】このように、ナトリウムイオンを付着させ
た陽イオン交換樹脂は、永久にナトリウムイオンを取り
込むのではなく、ナトリウムイオンより電荷が大きいイ
オン種が接触するとナトリウムイオンを溶液中に放出す
る。また、イオン交換樹脂の劣化によって反応基に保持
されにくくなり、徐々に溶出する量もある。これらの過
程によって一次冷却系に放出されるのである。
As described above, the cation exchange resin to which sodium ions are attached does not permanently take in the sodium ions, but releases the sodium ions into the solution when contacted with an ionic species having a larger charge than the sodium ions. Further, due to the deterioration of the ion exchange resin, it becomes difficult for the ion exchange resin to retain the reactive group, and there is a gradual elution amount. By these processes, it is released to the primary cooling system.

【0189】イオン交換樹脂は、そのイオン交換能力が
低下した時点で再生操作を行い再利用を図る。一般に陽
イオン交換樹脂には塩酸溶液が、陰イオン交換樹脂の再
生には水酸化ナトリウム溶液が用いられる。ところが、
陰陽のイオン交換樹脂からなる混床式の脱塩装置の再生
過程においては、両イオン交換樹脂の分離が完全には行
えず、そのため陰イオン交換樹脂の再生に用いられる水
酸化ナトリウム溶液のナトリウムイオンが、微量混入し
た陽イオン交換樹脂に付着し、そのまま供用される事態
が常時生じる。これらのナトリウムイオンは通水操作に
よつて徐々に放出され、一次冷却材中へ供給される。す
なわち、復水浄化装置13や炉水浄化装置27が混床式
脱塩装置から構成されているプラントにおいては、定期
的にこれらの再生操作を行うことによって、陽イオン交
換樹脂に意図的にアルカリイオンを付与することなく目
的を達成することもできる。
The ion exchange resin is reused by performing a regenerating operation when its ion exchange capacity is lowered. Generally, a hydrochloric acid solution is used for the cation exchange resin, and a sodium hydroxide solution is used for regenerating the anion exchange resin. However,
In the regeneration process of the mixed bed type desalination equipment consisting of anion and cation ion exchange resin, the separation of both ion exchange resins cannot be performed completely, and therefore the sodium ion of the sodium hydroxide solution used for regeneration of the anion exchange resin However, there is always a situation where it adheres to a cation exchange resin mixed in in a trace amount and is used as it is. These sodium ions are gradually released by the water flow operation and supplied into the primary coolant. That is, in a plant in which the condensate water purification device 13 and the reactor water purification device 27 are composed of a mixed bed type desalination device, the cation exchange resin is intentionally treated with an alkaline solution by periodically performing the regeneration operation. The purpose can also be achieved without applying ions.

【0190】なお、本発明は原子力発電プラントのみな
らず、放射性物質を取り扱う施設(例えば、核燃料の再
処理施設等)において、放射性物質を含む溶液が流れる
流路、さらにはその流路中に設置された構造材や機器へ
の放射性物質の付着を抑制する技術にも適用が可能であ
る。
The present invention is installed not only in a nuclear power plant, but also in a facility that handles radioactive substances (for example, a nuclear fuel reprocessing facility), in which a flow path of a solution containing a radioactive substance flows, and further in the flow channel. It can also be applied to the technology for suppressing the adhesion of radioactive substances to the structural materials and equipment that have been created.

【0191】[0191]

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、電解
研磨処理と合わせて下記の観点における処理を行うこと
により、一層の放射能付着抑制効果が得られる。
As described above, according to the present invention, by further performing the treatment from the following viewpoints together with the electropolishing treatment, a further effect of suppressing radioactivity can be obtained.

【0192】(1)鉄クラッドを主成分とする腐食生成
物、およびそれらが燃料表面で放射化された、いわゆる
粒子状の放射性物質の発生を、部材の材料を選定するこ
とで腐食生成物の発生部位において発生量そのものを規
定する方法と、発生した粒子状の腐食生成物が原子炉内
に持ち込まれることを回収用のフィルターを設置するこ
とで防止する方法を実施して、接液部材の放射能汚染を
抑制する。また、鉄クラッドを主成分とする腐食生成
物、およびそれらが燃料表面で放射化された、いわゆる
粒子状の放射性物質の付着を、鉄クラッドを主成分とす
る腐食生成物と電解研磨面とにお互い斥力が働いて反発
しあうように調整することによって抑制する。
(1) Corrosion products containing iron clad as a main component and generation of so-called particulate radioactive substances, which were activated on the fuel surface, were selected by selecting the material of the member. We have implemented a method to regulate the amount of generation itself at the generation site and a method to prevent the generated particulate corrosion products from being brought into the reactor by installing a recovery filter. Control radioactive contamination. In addition, corrosion products containing iron clad as a main component, and so-called particulate radioactive substances that have been activated on the fuel surface are attached to the corrosion products containing iron clad as a main component and the electrolytically polished surface. It suppresses by adjusting so that repulsive force works mutually and repel each other.

【0193】その結果、電解研磨によるイオン状の放射
能の付着抑制効果を相殺する可能性のあった粒子状の放
射性物質の取り込みを抑制することができるばかりでな
く、プラントの運転初期の酸化皮膜が未形成な期間にお
いては粒子状の腐食生成物の付着性が高くなる危険性、
さらには電解研磨処理を施工した金属面では未処理の場
合と比較して粒子状の腐食生成物の付着が加速される危
険性をも回避することができる。
[0193] As a result, not only the incorporation of the particulate radioactive material, which had a possibility of offsetting the effect of suppressing the adhesion of the ionic radioactivity by the electropolishing, could be suppressed, but also the oxide film at the initial stage of the plant operation. The risk of increased adhesion of particulate corrosion products during the period when the
Furthermore, it is possible to avoid the risk of accelerating the adhesion of particulate corrosion products on the metal surface subjected to the electrolytic polishing treatment, as compared with the case where the metal surface is not treated.

【0194】(2)粒子状の放射性物質の除去によって
イオン性の放射性物質の付着抑制が有効に機能すること
が期待できる水質条件においても、放射能の付着サイト
である腐食酸化皮膜は生成し、ここへのイオン性の放射
性物質の取り込み現象は依然として発生する。そこで、
本発明ではイオン状の放射性物質が構造材の接液部の腐
食に伴ない、それらの腐食皮膜中に取り込まれる過程
で、これら放射性イオンの取り込み速度が、共存する金
属イオン種との競争反応によって支配されていることを
利用し、積極的に金属イオン種を添加することによって
イオン性の放射能の取り込み量を抑制することができ
る。さらに本発明では、注入する金属イオン種の同位体
比を調節し、特定の同位体金属イオン種のみを注入する
ため、二次的な放射能の発生を防止し、最も効果的に金
属イオン種を注人することができる。
(2) A corrosive oxide film, which is a radioactive attachment site, is formed even under water conditions where the removal of particulate radioactive substances can be expected to effectively prevent the adhesion of ionic radioactive substances. The phenomenon of uptake of ionic radioactive substances into here still occurs. Therefore,
In the present invention, in the process in which ionic radioactive substances are taken into the corroded film along with the corrosion of the wetted part of the structural material, the rate of uptake of these radioactive ions depends on the competitive reaction with the coexisting metal ion species. Taking advantage of the fact that it is dominated, the amount of ionic radioactivity incorporated can be suppressed by positively adding the metal ion species. Further, in the present invention, the isotope ratio of the metal ion species to be injected is adjusted, and only the specific isotope metal ion species is injected, so that the generation of secondary radioactivity is prevented and the most effective metal ion species is obtained. Can be poured.

【0195】(3)原子力発電プラントの運転中の水質
データのなかで公表されているpH値に注目し、その値
と燃料被覆管の破損例との相関性について蓄積された膨
大なデータを検証し、燃料被覆管表面で沸騰が生じる炉
型においてもアルカリ割れなどの問題が発生しないpH
条件を見いだしたことによって、放射能の付着サイトで
ある腐食酸化皮膜の成長そのものを高pH水質によって
抑制し、イオン性の放射性物質の取り込み量を低減化す
ることができる。
(3) Paying attention to the pH value published in the water quality data during operation of the nuclear power plant, verifying the enormous accumulated data regarding the correlation between the pH value and the damage example of the fuel cladding tube However, even in a furnace type where boiling occurs on the surface of the fuel cladding, problems such as alkali cracking do not occur.
By finding the conditions, it is possible to suppress the growth itself of the corrosion oxide film, which is a site for attaching radioactivity, by the high pH water quality, and reduce the amount of ionic radioactive substance taken up.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に好適な回収用フィルタの一例を示すろ
過脱塩フィルタの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a filtration desalination filter showing an example of a recovery filter suitable for the present invention.

【図2】図1のろ過脱塩フィルタを一部拡大して示す断
面図である
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a partially enlarged view of the filtration desalination filter of FIG.

【図3】本発明の原子炉一次冷却系の一実施の形態を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a reactor primary cooling system of the present invention.

【図4】本発明の原子炉一次冷却系の一実施の形態を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a reactor primary cooling system of the present invention.

【図5】本発明にかかる配管を分極させる手段を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a means for polarizing the pipe according to the present invention.

【図6】本発明にかかる接液部材をあらかじめ前酸化処
理を行う手段の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of means for performing pre-oxidation treatment on the liquid contact member according to the present invention in advance.

【図7】炉水再循環系の配管と構成機器の接液部と、炉
水浄化系の配管と構成機器の接液部とに酸化皮膜を付与
する方法を模式的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a method of applying an oxide film to a pipe of a reactor water recirculation system and a liquid contact part of a component, and a pipe of a reactor water purification system and a liquid contact part of a component.

【図8】冷却材中に同位体比を調整された金属イオンを
注入するようにした本発明の一次冷却系の一実施の形態
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of a primary cooling system of the present invention in which isotope ratio-adjusted metal ions are injected into a coolant.

【図9】本発明にかかる金属イオン注入装置の一例を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a metal ion implantation apparatus according to the present invention.

【図10】本発明にかかる金属イオン注入装置の他の例
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another example of the metal ion implantation apparatus according to the present invention.

【図11】冷却材中に同位体比を調整された金属イオン
を注入するようにした本発明の一次冷却系の他の実施の
形態を示す図である。
FIG. 11 is a view showing another embodiment of the primary cooling system of the present invention in which isotope ratio-adjusted metal ions are injected into the coolant.

【図12】本発明にかかる金属イオン注入装置のさらに
他の例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing still another example of the metal ion implantation apparatus according to the present invention.

【図13】冷却材中に同位体比を調整された金属イオン
を注入するようにした本発明の一次冷却系のさらに他の
実施の形態を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing still another embodiment of the primary cooling system of the present invention, in which isotope ratio-adjusted metal ions are injected into the coolant.

【図14】本発明にかかるアルカリ注入装置の一例を示
す図である。
FIG. 14 is a view showing an example of an alkali injection device according to the present invention.

【図15】アルカリ注入装置を適用した本発明の一次冷
却系の一実施の形態を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an embodiment of a primary cooling system of the present invention to which an alkali injection device is applied.

【図16】沸騰水型原子炉の一次冷却系の一般的な例を
示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a general example of a primary cooling system of a boiling water reactor.

【図17】放射能付着試験に用いる試験体の構造を示す
図である。
FIG. 17 is a diagram showing the structure of a test body used for a radioactivity adhesion test.

【図18】放射能付着試験における試験体の配置を示す
図である。
FIG. 18 is a diagram showing the arrangement of test bodies in a radioactivity adhesion test.

【図19】鉄クラッドのない環境での放射能の付着試験
結果を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a result of a radioactivity adhesion test in an environment without an iron clad.

【図20】鉄クラッドが共存する環境での放射能の付着
試験結果を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a result of a radioactivity adhesion test in an environment where iron clad coexists.

【図21】鉄クラッドの付着による放射能増加量の時間
変化を示す図である
FIG. 21 is a diagram showing the time change of the increase in radioactivity due to the adhesion of the iron clad.

【図22】放射能の付着試験で添加した鉄クラッドのゼ
ータ電位のpHによる変化を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing changes in zeta potential of iron clad added in the radioactivity adhesion test with pH.

【図23】放射能の付着試験の2種の試験片(電解研磨
処理を行ったものと行わなかったもの)の各ゼータ電位
のpHによる変化を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing changes in zeta potentials of two types of test pieces for radioactivity adhesion test (one subjected to electrolytic polishing treatment and one not subjected to electrolytic polishing treatment) depending on pH.

【図24】25℃における電解研磨面と未処理面へのp
Hによる鉄クラッド付着量の変化を示す図である。
FIG. 24: p on electropolished surface and untreated surface at 25 ° C.
It is a figure which shows the change of the iron clad adhesion amount by H.

【図25】予備酸化処理した試験片aと予備酸化処理し
ていない試験片bのそれぞれのゼータ電位の時間変化を
示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a time change of each zeta potential of the test piece a subjected to the pre-oxidation treatment and the test piece b not subjected to the pre-oxidation treatment.

【図26】各種鉄酸化物のゼータ電位のpHによる変化
を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing changes in zeta potential of various iron oxides depending on pH.

【図27】結晶粒径の異なる各ヘマタイトのゼータ電位
のpHによる変化を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing changes in zeta potential of hematite having different crystal grain sizes depending on pH.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………原子炉圧力容器 3………炉心 5………蒸気ライン 7………タービン 9………復水器 13………復水浄化装置 15………給水加熱器 17………再循環ポンプ 19………ジェットポンプ 21………炉水浄化系ポンプ 27………炉水浄化装置 31………エレメント 33………破砕樹脂 37………再循環ポンプ 39………クラッドゼータ電位調整装置 41………構造材ゼータ電位調整装置 43、45………配管 47………パッキン 49………電極 51………直流電源 63………金属イオンモニター装置 65………金属イオン注入装置 121………懸濁液タンク 143………アルカリ注入装置 145………クロム濃度測定装置 1 Reactor pressure vessel 3 Reactor core 5 Steam line 7 Turbine 9 Condenser 13 Condensate purifier 15 Feed water heater 17 Recirculation pump 19 ……… Jet pump 21 ……… Reactor water purification system pump 27 ……… Reactor water purification device 31 ……… Element 33 ……… Crushing resin 37 ……… Recirculation pump 39 ……… Clad zeta Potential adjusting device 41 ………… Structural material zeta potential adjusting device 43, 45 ………… Piping 47 ………… Packing 49 ………… Electrode 51 ………… DC power source 63 ………… Metal ion monitor device 65 ………… Metal ion Injection device 121 ... Suspension tank 143 ... Alkaline injection device 145 .... Chromium concentration measurement device

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21D 1/00 GDBX Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location G21D 1/00 GDBX

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射性流体と接触する部材の放射能汚染
を抑制する方法において、前記部材の接液面にあらかじ
め電解研磨を施すとともに、前記部材をその使用環境温
度における1月当たりの腐食放出量が1mg/dm2 以下の
金属材料で形成することを特徴とする放射能汚染抑制方
法。
1. A method for suppressing radioactive contamination of a member that comes into contact with a radioactive fluid, wherein the liquid contact surface of the member is subjected to electrolytic polishing in advance, and the amount of corrosion released per month of the member at ambient temperature. A method for suppressing radioactive contamination, which comprises forming a metal material having a concentration of 1 mg / dm 2 or less.
【請求項2】 前記部材と接触する前記放射性流体中の
0.1μm 以上の粒子状物質を除去することを特徴とする
請求項1記載の放射能汚染抑制方法。
2. In the radioactive fluid in contact with the member,
The method for suppressing radioactive contamination according to claim 1, wherein particulate matter having a size of 0.1 μm or more is removed.
【請求項3】 放射性流体と接触する部材の放射能汚染
を抑制する方法において、前記部材の接液面にあらかじ
め電解研磨を施すとともに、前記接液面のゼータ電位と
前記放射性流体中の粒子状物質のゼータ電位との差が小
さくなるよう少なくともいずれか一方のゼータ電位を調
整して、前記接液面への前記粒子状物質の付着を静電的
に抑制することを特徴とする放射能汚染抑制方法。
3. A method for suppressing radioactive contamination of a member that comes into contact with a radioactive fluid, wherein the liquid contact surface of the member is subjected to electrolytic polishing in advance, and the zeta potential of the liquid contact surface and the particulate matter in the radioactive fluid. Radioactive contamination characterized by adjusting at least one of the zeta potentials so as to reduce the difference from the zeta potential of the substance to electrostatically suppress the adhesion of the particulate matter to the liquid contact surface. Suppression method.
【請求項4】 前記部材の接液面のゼータ電位の調整
を、前記部材を分極させることによって行うことを特徴
とする請求項3記載の放射能汚染抑制方法。
4. The method for suppressing radioactive contamination according to claim 3, wherein the zeta potential of the liquid contact surface of the member is adjusted by polarizing the member.
【請求項5】 前記部材の接液面のゼータ電位の調整
を、あらかじめ前記接液面に酸化皮膜を生成させること
によって行うことを特徴とする請求項3記載の放射能汚
染抑制方法。
5. The method for suppressing radioactive contamination according to claim 3, wherein the zeta potential of the liquid contact surface of the member is adjusted by previously forming an oxide film on the liquid contact surface.
【請求項6】 前記接液面を 250℃以上の高温水に 500
時間以上接触させることによって酸化皮膜を生成させる
ことを特徴とする請求項5記載の放射能汚染抑制方法。
6. The wetted surface is exposed to high temperature water of 250 ° C. or higher 500
The method for suppressing radioactive contamination according to claim 5, wherein an oxide film is formed by contacting for more than a time.
【請求項7】 前記高温水は、25℃における導電率が1
μS/cm以下であり、溶存酸素濃度が1 ppm以上である
ことを特徴とする請求項6記載の放射能汚染抑制方法。
7. The high temperature water has an electric conductivity of 1 at 25 ° C.
7. The method for suppressing radioactive contamination according to claim 6, wherein the dissolved oxygen concentration is 1 μS / cm or less and the dissolved oxygen concentration is 1 ppm or more.
【請求項8】 前記放射性流体中の粒子状物質のゼータ
電位を、前記粒子状物質の結晶形態を変えることによっ
て調整することを特徴とする請求項3記載の放射能汚染
抑制方法。
8. The method for suppressing radioactive contamination according to claim 3, wherein the zeta potential of the particulate matter in the radioactive fluid is adjusted by changing the crystal form of the particulate matter.
【請求項9】 前記放射性流体中の粒子状物質のゼータ
電位を、前記粒子状物質の粒径を変えることによって調
整することを特徴とする請求項3記載の放射能汚染抑制
方法。
9. The method for suppressing radioactive contamination according to claim 3, wherein the zeta potential of the particulate matter in the radioactive fluid is adjusted by changing the particle size of the particulate matter.
【請求項10】 放射性流体と接触する部材の放射能汚
染を抑制する方法において、前記部材の接液面にあらか
じめ電解研磨を施すとともに、放射化作用を受けても二
次的に放射性核種を発生することのないように同位体比
を調整された金属イオンを前記放射性流体中に注入する
ことを特徴とする放射能汚染抑制方法。
10. A method for suppressing radioactive contamination of a member that comes into contact with a radioactive fluid, wherein the liquid contact surface of the member is preliminarily subjected to electrolytic polishing, and a radioactive nuclide is secondarily generated even when subjected to activation. A method for suppressing radioactive contamination, which comprises injecting metal ions whose isotope ratio is adjusted so as not to do so into the radioactive fluid.
【請求項11】 前記同位体比を調整された金属イオン
が、Mg−26を除いたMg,Cr−50を除いたCr,V
−51を除いたV,Ti−50を除いたTi,Ni−58,N
i−62およびNi−64を除いたNi,Zn−64,Zn−
68およびZn−70を除いたZn,Cd−114 を除いたC
d,Mo−98を除いたMo,W−184およびW−186 を
除いたW,およびNbからなる群から選ばれた少なくと
も1種であることを特徴とする請求項10記載の放射能
汚染抑制方法。
11. The metal ions whose isotope ratio is adjusted are Mg except for Mg-26 and Cr and V except for Cr-50.
V excluding -51, Ti excluding Ti-50, Ni-58, N
Ni, Zn-64, Zn- except i-62 and Ni-64
Zn excluding 68 and Zn-70, C excluding Cd-114
11. At least one selected from the group consisting of d, Mo excluding Mo-98, W-184 and W excluding W-186, and Nb, and the suppression of radioactive contamination according to claim 10. Method.
【請求項12】 放射性流体と接触する部材の放射能汚
染を抑制する方法において、前記部材の接液面にあらか
じめ電解研磨を施すとともに、前記放射性流体のpHを
アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの少
なくともいずれか一方によって中性ないし弱アルカリ性
に調整することを特徴とする放射能汚染抑制方法。
12. A method for suppressing radioactive contamination of a member that comes into contact with a radioactive fluid, wherein the liquid contact surface of the member is preliminarily electropolished, and the pH of the radioactive fluid is adjusted to alkali metal ions or alkaline earth metal ions. A method for suppressing radioactive contamination, which comprises adjusting to neutral or weakly alkaline by at least one of the above.
【請求項13】 前記放射性流体中の溶解性クロムのイ
オン当量濃度にほぼ相当する前記アルカリ金属イオンま
たはアルカリ土類金属イオンの少なくともいずれか一方
を前記放射性流体に注入することを特徴とする請求項1
2記載の放射能汚染抑制方法。
13. The radioactive fluid is injected with at least one of the alkali metal ion and the alkaline earth metal ion, which substantially correspond to the ion equivalent concentration of soluble chromium in the radioactive fluid. 1
2. The method for suppressing radioactive contamination according to 2.
【請求項14】 前記放射性流体を25℃におけるpHが
8.6以下となるように調整することを特徴とする請求項
12または13に記載の放射能汚染抑制方法。
14. The radioactive fluid has a pH at 25 ° C.
The method for suppressing radioactive contamination according to claim 12 or 13, characterized in that the method is adjusted to be 8.6 or less.
【請求項15】 原子炉の一次冷却材が循環する原子炉
一次冷却系において、前記一次冷却材と接触する構造材
の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、前記一
次冷却材中の 0.1μm 以上の粒子状物質を除去するろ過
脱塩フィルタ、中空糸フィルタおよびセラミックフィル
タのうち少なくとも一つを備えることを特徴とする原子
炉一次冷却系。
15. In a reactor primary cooling system in which the reactor primary coolant circulates, the liquid contact surface of the structural material in contact with the primary coolant is preliminarily subjected to electrolytic polishing, and 0.1 μm in the primary coolant is used. A reactor primary cooling system comprising at least one of a filter desalting filter, a hollow fiber filter and a ceramic filter for removing the above particulate matter.
【請求項16】 前記構造材をその使用環境温度におけ
る1月当たりの腐食放出量が1mg/dm2 以下の金属材料
で形成することを特徴とする請求項15記載の原子炉一
次冷却系。
16. The primary cooling system for a nuclear reactor according to claim 15, wherein the structural material is formed of a metal material having a monthly corrosion release amount of 1 mg / dm 2 or less at an operating environment temperature.
【請求項17】 原子炉の一次冷却材が循環する原子炉
一次冷却系において、前記一次冷却材と接触する構造材
の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、前記構
造材の電解研磨を施された接液面のゼータ電位および前
記一次冷却材中の粒子状物質のゼータ電位を測定するゼ
ータ電位測定装置と、前記接液面のゼータ電位または前
記粒子状物質のゼータ電位を調整するゼータ電位調整装
置とを備えたことを特徴とする原子炉一次冷却系。
17. A reactor primary cooling system in which a primary coolant of a nuclear reactor circulates, wherein a liquid contact surface of a structural material which comes into contact with the primary coolant is subjected to electrolytic polishing in advance and electrolytic polishing of the structural material is performed. Zeta potential measuring device for measuring the zeta potential of the liquid contact surface and the zeta potential of the particulate matter in the primary coolant, and the zeta potential for adjusting the zeta potential of the liquid contact surface or the zeta potential of the particulate matter. A primary cooling system for a nuclear reactor, comprising: a regulating device.
【請求項18】 前記ゼータ電位調整装置は、前記粒子
状物質のゼータ電位をその結晶形態または結晶粒径を変
えることによって調整するものであることを特徴とする
請求項17記載の原子炉一次冷却系。
18. The reactor primary cooling system according to claim 17, wherein the zeta potential adjusting device adjusts the zeta potential of the particulate matter by changing its crystal form or crystal grain size. system.
【請求項19】 前記ゼータ電位調整装置は、前記構造
材を分極させることによって前記接液面のゼータ電位を
調整するものであることを特徴とする請求項17記載の
原子炉一次冷却系。
19. The primary reactor cooling system according to claim 17, wherein the zeta potential adjusting device adjusts the zeta potential of the liquid contact surface by polarizing the structural material.
【請求項20】 前記ゼータ電位調整装置は、接続部ご
とにパッキンを介挿して絶縁される構造材と、この構造
材の内部中央に軸方向に設置された電極と、前記構造材
と前記電極との間に直流電流を流す直流電源とを有する
ことを特徴とする請求項19記載の原子炉一次冷却系。
20. The zeta-potential adjusting device comprises a structural material that is insulated by inserting a packing for each connection portion, an electrode axially installed at the center of the inside of the structural material, the structural material and the electrode. 20. The primary cooling system for a nuclear reactor according to claim 19, further comprising:
【請求項21】 原子炉の一次冷却材が循環する原子炉
一次冷却系において、前記一次冷却材と接触する構造材
の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、この電
解研磨を施した接液面に酸化皮膜を形成してあらかじめ
前記接液面のゼータ電位を調整したことを特徴とする原
子炉一次冷却系。
21. In a reactor primary cooling system in which a reactor primary coolant is circulated, a liquid contact surface of a structural material that comes into contact with the primary coolant is electrolytically polished in advance, and this electrolytically polished liquid contact is performed. A primary cooling system for a nuclear reactor, characterized in that an oxide film is formed on the surface to previously adjust the zeta potential of the liquid contact surface.
【請求項22】 前記接液面に、25℃における導電率が
1μS/cm以下で、溶存酸素濃度が1 ppm以上である純
水を 250℃以上の温度で 500時間以上接触させることに
よって、あらかじめ酸化皮膜を生成させることを特徴と
する請求項21記載の原子炉一次冷却系。
22. The pure water having a conductivity of 1 μS / cm or less at 25 ° C. and a dissolved oxygen concentration of 1 ppm or more at 25 ° C. is contacted with the liquid contact surface at a temperature of 250 ° C. or more for 500 hours or more in advance, 22. The nuclear reactor primary cooling system according to claim 21, wherein an oxide film is formed.
【請求項23】 原子炉の一次冷却材が循環する原子炉
一次冷却系において、前記一次冷却材と接触する構造材
の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、前記原
子炉内に持ち込まれても二次的な放射性核種を発生する
ことのないよう同位体比を調整された金属イオンを前記
一次冷却材中に注入する金属イオン注入装置と、前記一
次冷却材中の前記金属イオンの濃度を監視して前記金属
イオンの注入量を制御する金属イオンモニタ装置とを備
えたことを特徴とする原子炉一次冷却系。
23. In a reactor primary cooling system in which the reactor primary coolant circulates, the liquid contact surface of the structural material that comes into contact with the primary coolant is preliminarily electropolished and brought into the reactor. A metal ion implanter for injecting metal ions whose isotope ratio is adjusted so as not to generate secondary radionuclides into the primary coolant, and the concentration of the metal ions in the primary coolant. A primary cooling system for a nuclear reactor, comprising a metal ion monitoring device for monitoring and controlling the injection amount of the metal ions.
【請求項24】 前記金属イオン注入装置は、純水に炭
酸ガスを吹き込んで電解液を生成する手段と、生成され
た電解液に同位体比を調整された金属元素を含有する金
属板を複数枚浸漬しこれらの板の間に直流電圧を印加し
て同位体比を調整された金属イオンを発生する手段と、
この金属イオンを含有する前記電解液から炭酸ガスを脱
気し前記一次冷却材中に供給する炭酸ガス除去手段とを
備えたことを特徴とする請求項23記載の原子炉一次冷
却系。
24. The metal ion implanting apparatus comprises a plurality of means for blowing carbon dioxide gas into pure water to generate an electrolytic solution, and a plurality of metal plates containing a metal element whose isotope ratio is adjusted in the generated electrolytic solution. A means for generating a metal ion whose isotope ratio is adjusted by immersing one plate and applying a DC voltage between these plates,
24. The primary cooling system for a nuclear reactor according to claim 23, further comprising: a carbon dioxide gas removing means for degassing carbon dioxide gas from the electrolytic solution containing the metal ions and supplying the carbon dioxide gas into the primary coolant.
【請求項25】 前記金属イオン注入装置は、同位体比
を調整された金属またはその酸化物の粒子を充填したカ
ラムに高温水を通水し、腐食反応によって放出された金
属イオンを含有する高温水をほぼ同じ高温度の前記一次
冷却材中に供給する手段を含むことを特徴とする請求項
23記載の原子炉一次冷却系。
25. The metal ion implanter passes high temperature water through a column packed with particles of a metal or oxide thereof whose isotope ratio is adjusted, and a high temperature containing metal ions released by a corrosion reaction. 24. The reactor primary cooling system of claim 23, including means for supplying water into the primary coolant at approximately the same high temperature.
【請求項26】 前記金属酸化物は、その溶融温度の半
分以上の温度で焼成された焼結体であることを特徴とす
る請求項25記載の原子炉一次冷却系。
26. The nuclear reactor primary cooling system according to claim 25, wherein the metal oxide is a sintered body that is fired at a temperature that is at least half the melting temperature of the metal oxide.
【請求項27】 前記高温水は、分流により採取された
前記一次冷却材であることを特徴とする請求項25また
は26に記載の原子炉一次冷却系。
27. The nuclear reactor primary cooling system according to claim 25, wherein the high-temperature water is the primary coolant collected by a split flow.
【請求項28】 前記金属イオン注入装置は、同位体比
を調整された金属の、水素化物、水酸化物、および金属
酸塩のうち少なくとも1種の化合物を含有する溶液また
はスラリーを前記一次冷却材中に供給する手段を含むこ
とを特徴とする請求項23記載の原子炉一次冷却系。
28. The metal ion implantation apparatus cools the solution or slurry containing at least one compound selected from the group consisting of hydrides, hydroxides, and metal salts of isotope ratio-adjusted metal to the primary cooling. The reactor primary cooling system according to claim 23, further comprising means for supplying the material into the material.
【請求項29】 前記同位体比を調整された金属イオン
が、Mg−26を除いたMg,Cr−50を除いたCr,V
−51を除いたV,Ti−50を除いたTi,Ni−58,N
i−62およびNi−64を除いたNi,Zn−64,Zn−
68およびZn−70を除いたZn,Cd−114 を除いたC
d,Mo−98を除いたMo,W−184およびW−186 を
除いたW,Nbからなる群から選ばれた少なくとも1種
であることを特徴とする請求項23ないし28のいずれ
か1項に記載の原子炉一次冷却系。
29. The metal ions whose isotope ratio is adjusted are Mg except Mg-26 and Cr and V except Cr-50.
V excluding -51, Ti excluding Ti-50, Ni-58, N
Ni, Zn-64, Zn- except i-62 and Ni-64
Zn excluding 68 and Zn-70, C excluding Cd-114
29. At least one kind selected from the group consisting of Mo excluding d, Mo-98, W-184 excluding W-186, and W, Nb excluding W-186. 29. The primary reactor cooling system described in.
【請求項30】 原子炉の一次冷却材が循環する原子炉
一次冷却系において、前記一次冷却材と接触する構造材
の接液面にあらかじめ電解研磨を施すとともに、前記一
次冷却材中のクロム濃度を監視するクロム濃度監視手段
と、このクロム濃度監視手段の監視結果に基づいて前記
一次冷却材中のクロム濃度のイオン当量に見合うように
アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの少
なくともいずれか一方を前記一次冷却材中に供給するア
ルカリ供給手段とを備えたことを特徴とする原子炉一次
冷却系。
30. In a reactor primary cooling system in which a reactor primary coolant circulates, a liquid contact surface of a structural material that comes into contact with the primary coolant is preliminarily subjected to electrolytic polishing, and a chromium concentration in the primary coolant. Chromium concentration monitoring means for monitoring the, and at least one of alkali metal ions or alkaline earth metal ions to match the ion equivalent of the chromium concentration in the primary coolant based on the monitoring results of this chromium concentration monitoring means. A reactor primary cooling system, comprising: an alkali supply means for supplying the primary coolant.
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