JPS5965297A - Method of suppressing adhesion of radioactive material to atomic power plant - Google Patents

Method of suppressing adhesion of radioactive material to atomic power plant

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JPS5965297A
JPS5965297A JP57174607A JP17460782A JPS5965297A JP S5965297 A JPS5965297 A JP S5965297A JP 57174607 A JP57174607 A JP 57174607A JP 17460782 A JP17460782 A JP 17460782A JP S5965297 A JPS5965297 A JP S5965297A
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structural material
liquid
oxide film
radioactive substances
atomic
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、放射性イオンの付着を防止するだめの酸化皮
膜形成方法に係シ、特に沸騰水型原子カプラントの一次
冷却水系の配管のように、放射性物質が溶解している液
と接して使用される金属部材に対する酸化度Jq形成方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method for forming an oxide film to prevent the adhesion of radioactive ions, and in particular to piping for the primary cooling water system of a boiling water type atomic couplant. This invention relates to a method for forming an oxidation degree Jq for a metal member used in contact with a liquid in which a radioactive substance is dissolved.

原子カプラントの一次冷却水系に使用されている配管)
ポンプ、弁等の1量4造月はステンレス鋼及びステライ
ト鋼等から構成されている。これらの構造材を構成する
金属は長期間使用されると腐食損傷をうけ +、5’;
成金属元成金−元素却水中に溶出し、原子炉内に持ち込
まれる。溶出金、属元素は大半が酸化物となって燃料棒
に付着し、中性子照射をうける。その給米、”Co、 
”Co、” Cr、 ”Mn等の比較的長半減期の放射
性核種が生成する。これらの放射性核種は一次冷却水中
に再溶出してイオンあるいはこのイオンが主として原子
炉内で酸化されて生成する不溶性固体成分(以下、クラ
ッドと称する)として浮遊する。浮遊する一部は炉水浄
化用の脱塩器等で除去されるが、残シは一次冷却水系全
循環しているうちに主にステンレス鋼からなる構造材表
面に付着する。このため、構造材表面における線量率が
高くなり、保守、点検を実施する際の作業員の放射綜破
曝が問題となっている。
Piping used in the primary cooling water system of the nuclear couplant)
Pumps, valves, etc. are made of stainless steel, stellite steel, etc. The metals that make up these structural materials are subject to corrosion damage when used for long periods of time. +, 5';
Elemental metals Elements are eluted into the cooling water and brought into the reactor. Most of the eluted gold and metal elements become oxides and adhere to the fuel rods, where they are exposed to neutron irradiation. The rice supply, “Co,”
Radionuclides with relatively long half-lives such as Co, Cr, and Mn are generated.These radionuclides are re-eluted into the primary cooling water and ions, or these ions are mainly oxidized and generated within the reactor. It floats as an insoluble solid component (hereinafter referred to as crud).The floating part is removed by a demineralizer for purifying the reactor water, but the remainder is mainly deposited in the stainless steel as it circulates throughout the primary cooling water system. It adheres to the surface of structural materials made of steel.For this reason, the dose rate on the surface of the structural materials increases, creating a problem of radiation blast exposure for workers when carrying out maintenance and inspections.

このため、構造材の表面線量率の上JAを防止する方法
として、構造材に付着した放射性物質を除去する方法が
検討され、実施されている。除去方法として、 fil  機械的洗浄方法 (2)化学的洗浄方法 (3)  ’rLj気分解による洗浄方法などがある。
For this reason, as a method to prevent the surface dose rate of structural materials from increasing JA, methods of removing radioactive substances adhering to structural materials have been studied and implemented. Examples of removal methods include fil mechanical cleaning method (2) chemical cleaning method (3) 'rLj cleaning method using gas decomposition.

filの機械的洗浄方法は主として部品に適用され、た
とえば高圧ジェット水により表面を洗浄するものである
。しかし、この方法では密着性の強い放射性物質の除去
が困難であシ、また広い範u1jを系統的に除染するこ
とはできない。事実、この方法によシ一時的に線量率を
低減しても、その後の長期的な使用により再び線量率が
上昇する傾向にある。
fil's mechanical cleaning method is mainly applied to parts, for example, cleaning the surface with high-pressure jet water. However, with this method, it is difficult to remove highly adhesive radioactive substances, and a wide area u1j cannot be systematically decontaminated. In fact, even if the dose rate is temporarily reduced by this method, the dose rate tends to increase again with subsequent long-term use.

(2)の化学的洗浄方法は酸性m液等の薬剤を用いて化
学反応に工す鋼表面の酸化皮膜を溶解し、同皮膜中に存
在する放射性物質を除去するものである。この方法の問
題点は、薬剤による4n造材の腐食損傷におる。すなわ
ち、皮膜を溶解する際に構造材も腐食損傷を受け、1だ
除染後に残留した微量の薬剤が4ijj造材の応力腐食
割れを引きおこすおそれがある。
The chemical cleaning method (2) uses a chemical such as an acidic solution to dissolve the oxide film on the steel surface that undergoes a chemical reaction, and removes the radioactive substances present in the film. The problem with this method is the corrosion damage to the 4N construction material caused by the chemicals. That is, when the coating is dissolved, the structural materials are also damaged by corrosion, and there is a risk that the small amount of chemicals remaining after the first decontamination may cause stress corrosion cracking in the 4ijj construction materials.

(3)の′・d気分解による洗浄方法もfilの偵械的
洗浄方法と同様の問題点をもっている。
The cleaning method using '.d gas decomposition in (3) also has the same problems as the fil reconnaissance cleaning method.

さらに、放射性物質の伺り、9量を低減させるため、そ
の源である金属元素の溶出そのものを抑制する方法もな
されている。すなわち、−次冷却水中の金(・、;1不
純物の大部分tま給水系の4:、7逍材が1高食して原
子炉内に搬入されて生成するものであるので、i’i’
2素を給水系内に注入して腐食を抑制させ、鉄を始めと
する腐食生成物の原子炉内への流入を抑え、放射化]:
j″Lを低減せしめておシ、縮量率低減について一応の
成果をあげている。より−)τうの線は率イ氏減をはか
るため J、:Hj造材上の酸化皮膜形成の初期におけ
る放射性イオンの酸化皮膜へのと9こみを抑制するため
、あらかじめ構造制内面への予備酸化が考えられている
。これは、60COなとの放射性イオンの41’7造月
中への取シ込み速度が構造利゛内M丁への酸化皮膜形成
速度に比例すること、および酸化皮膜の形成速度が高温
水浸漬初期に著しく大きくなることに着目してなされて
いるものである。
Furthermore, in order to reduce the amount of radioactive substances, methods are being used to suppress the elution of the metal element itself, which is the source of radioactive substances. In other words, most of the impurities in the secondary cooling water are produced when the 4:,7 metals in the water supply system are eclipsed and brought into the reactor, so i'i '
Injecting two elements into the water supply system to suppress corrosion, suppress the inflow of corrosion products including iron into the reactor, and activate it]:
We have achieved some results in reducing the shrinkage rate by reducing the shrinkage rate. In order to suppress the ingress of radioactive ions into the oxide film at the initial stage, preliminary oxidation of the structurally controlled surface has been considered. This is done by focusing on the fact that the penetration rate is proportional to the rate of oxide film formation on the M-piece within the structure, and that the rate of oxide film formation increases significantly in the early stages of immersion in high-temperature water.

この場合、予備酸化のためには、構造材内面を約250
C以上の高温水中に浸漬する必要があり、しかもステン
レス鋼のように腐食速度が小さく、従って酸化皮膜形成
速度が比較的小さい材料に対しては予備酸化時間を少な
くとも数百時間かけなければ放射性イオンの酸化皮膜へ
のとり込みを抑制するという効釆が得られないなど、長
時間にわたってプラントの運転を中断することができな
い実際の原子カプラントに適用するには問題がある。
In this case, for preliminary oxidation, the inner surface of the structural material should be
It is necessary to immerse in high-temperature water with a temperature of C or higher, and for materials such as stainless steel, which have a low corrosion rate and therefore a relatively low rate of oxide film formation, pre-oxidation time of at least several hundred hours is required to prevent radioactive ions. There are problems in applying it to actual atomic couplants where plant operation cannot be interrupted for long periods of time, such as the inability to obtain the effect of suppressing the incorporation of into the oxide film.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、構造材の酸化皮膜形成を加速して構造
材への予備酸化時間分短縮し、放射性イオンが酸化皮膜
に取シ込まれることを抑制できる原子カプラントの放射
性物質の付着抑制方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for suppressing the adhesion of radioactive substances to an atomic couplant, which accelerates the formation of an oxide film on a structural material, shortens the pre-oxidation time on the structural material, and suppresses the incorporation of radioactive ions into the oxide film. Our goal is to provide the following.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、上記の目的を達成するために上記酸化度、膜
を加速して形成するにあたシ、対象構造材をアノード分
極することにより、酸化皮膜の形成を電気的に加速する
ようにしたものである。さらに望ましくは、酸化皮膜形
成時に、酸化皮膜形成成分元素、例えばニッケル、クロ
ムのようにたとえ原子炉内で照射された後に横G材表面
に付着しプととしても短半減期故に伺着による表面線−
Eま率の増加に寄与しない成分元素の高温水中における
濃度を高めるだめに、その成分元素を富む溶出金日片を
アノード分4Miし、かつ溶出速度が大きくなるようi
W位をかけるようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention aims at electrically accelerating the formation of an oxide film by anodically polarizing the target structural material in order to accelerate the formation of the film at the above oxidation level. This is what I did. More preferably, when forming an oxide film, even if oxide film-forming component elements such as nickel and chromium adhere to the surface of the horizontal G material after being irradiated in the reactor, due to their short half-life, the surface is line -
In order to increase the concentration of component elements that do not contribute to an increase in the E ratio in high-temperature water, 4 Mi of eluted gold pieces rich in the component elements are added to the anode, and the elution rate is increased.
It is designed to multiply by W.

すなわち、本発明の第一の特徴は、放射性物質か溶1’
J4している液と接して使用される金属からなる11り
造材を使用する原子カプラントの放射性物質の付着抑制
方法において、前記構造材をアノード分極して前記構造
材に電気的に酸化皮膜を形成することにある。
That is, the first feature of the present invention is that radioactive substances or
J4 In a method for suppressing the adhesion of radioactive substances in an atomic couplant using a structural material made of metal that is used in contact with a liquid, the structural material is anodically polarized to electrically form an oxide film on the structural material. It is about forming.

本発明の2B二の特徴は、放射性物質が溶解しているl
(ダと接して使用される金属からなる構造材を使用する
原子カプラントの放射性物質の付着抑制方≠において、
前記液中に参照電極を設けて該参照電極と前記構造材と
の電位差を前記構造材に酸化度、膜が形成される範囲の
電位に保ち、前記液中に陰極用電極を設けて前記構造材
を陽極とし、前記陰極用電極を陰極とするように前記構
造材と前記陰極用電極との間を流れる電流を調整するこ
とによって、前記構造材に酸化皮膜を形成することにあ
る。
The 2B2 feature of the present invention is that radioactive substances are dissolved in l
(In the method for suppressing the adhesion of radioactive substances in atomic couplants that use structural materials made of metal that are used in contact with
A reference electrode is provided in the liquid, and the potential difference between the reference electrode and the structural material is maintained at a potential within a range where a film is formed on the structural material. The object of the present invention is to form an oxide film on the structural material by adjusting the current flowing between the structural material and the cathode electrode so that the material serves as an anode and the cathode electrode serves as a cathode.

本発明の第三の特徴は、放射性物質が溶解している液と
接して使用される金属からなる構造材を使用する原子カ
プラントの放射性物質の付着抑制方法において、前記液
中に参照電極を設けて該参照電極と前記構造材との電位
差を前記構造材に酸化皮膜が形成される範囲の゛電位に
保ち、酸化皮膜を形成する成分元素を営む金属片と参照
電極と第1の陰極用電極を前記液中に設けて前記金属片
と前記参照′電極との電位差全前記金間片から金J’j
3イオンが溶出される範囲の電位に保ちながら前記金属
片と前記第1の陰極用電極の間を流れる電流を調整する
ことによって前記液中の金属イオン濃度を高め、前記液
中に第2の陰極用電極を設けて前記構造材f:陽(仇と
し、前記第2の陰極用電極を陰極とするように前記構造
材と前記第2の陰極用電極の間を流れる一流を調整する
ことによって、前記構造材に前記溶出金属イオンの酸化
皮膜を形成することにある。
A third feature of the present invention is a method for suppressing the adhesion of radioactive substances in an atomic couplant using a structural material made of metal that is used in contact with a liquid in which radioactive substances are dissolved, in which a reference electrode is provided in the liquid. The potential difference between the reference electrode and the structural material is maintained at a potential in a range where an oxide film is formed on the structural material, and a metal piece containing a component element forming an oxide film, a reference electrode, and a first cathode electrode are is provided in the liquid, and the potential difference between the metal piece and the reference electrode is the total potential difference between the gold piece and the gold J'j.
The concentration of metal ions in the liquid is increased by adjusting the current flowing between the metal piece and the first cathode electrode while maintaining the potential within a range where three ions are eluted, and the second metal ion concentration in the liquid is increased. By providing a cathode electrode to make the structural material f positive (an enemy), and adjusting the current flowing between the structural material and the second cathode electrode so that the second cathode electrode serves as a cathode. , forming an oxide film of the eluted metal ions on the structural material.

上記の本発明の特徴は次のような知見に基づいている。The features of the present invention described above are based on the following findings.

]1q造材でちるステンレス鋼を例にとって説明すると
ステンレス鋼の電位−′一流の関係は第1図に示すよう
になることが知られている。ここで電位とは、標準水素
電極に対するステンレス鋼の電位である。第1図によれ
ば、電位の絶対値が小なる部分(すなわち、へ領域)と
、電位の絶対値が犬なる部分(すなわち、B領域)の2
ケ所に電流の使太点が存在する。電位の絶対値が犬なる
B領域に2ける1J、流の極太点は、ステンレス鋼から
金属イオンが溶出することに対応している。′−1だ、
電位の絶対値が小なるA領域における電流の極太点は、
ステンレス鋼の酸化皮膜が形成されることに対応してい
る。構造材に外部から強制的に第1図のB領域の電位を
保つように通電することによシ、構造材内面を強制的に
腐食することによって、自然に酸化皮膜を形成する場合
または化学的方法によって酸化皮膜を形成する場合に比
べて酸化皮膜を短時間に形成させることができる。贅だ
、溶出金梢片の電位を、第1図のA領域の電位に保つよ
うに通電することにより、金用片の浴出を加速して液中
の金属イオン濃度を高める。
] 1q Taking stainless steel made from 1q material as an example, it is known that the relationship between the electric potential and the current of stainless steel is as shown in FIG. Potential here is the potential of stainless steel relative to a standard hydrogen electrode. According to Fig. 1, there are two parts: a part where the absolute value of the potential is small (i.e., region B) and a part where the absolute value of the potential is small (i.e., region B).
There are points where the current flows. The absolute value of the potential is 2 x 1 J in region B, and the thick point of the flow corresponds to the elution of metal ions from the stainless steel. '-1.
The thick point of current in region A where the absolute value of potential is small is
This corresponds to the formation of an oxide film on stainless steel. When a structural material is forcibly energized from the outside to maintain the potential in area B in Figure 1, the inner surface of the structural material is forcibly corroded, and an oxide film is formed naturally or chemically. An oxide film can be formed in a shorter time than when an oxide film is formed by a method. By applying electricity so as to maintain the potential of the eluted gold piece at the potential in region A in FIG. 1, the leaching of the gold piece is accelerated and the concentration of metal ions in the solution is increased.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の一実施例を第2図に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described based on FIG. 2.

第2図においては、構造材として液が6iU通するステ
ンレス鋼配管をV/Ilにとシ、この配管の内面に酸化
皮膜を形成する際に加速して短期に形成するだめの実施
例を示している。
Figure 2 shows an example in which a stainless steel pipe through which 6 iU of liquid passes as a structural material is set to V/Il, and an oxide film is accelerated and formed in a short period of time when forming an oxide film on the inner surface of this pipe. ing.

酸素全溶存している赦が流れる配管2は、その途中に循
環ポンプ4、液を加熱する昇温装置6および酸化皮膜を
形成される配管8を備えて循環系を形成している。この
循」R系内に純水を供給するだめの純水タンク10と注
入ポンプ12が循環系に接続される。純水中の溶存酸素
一度は、純水タンク10内に酸素を混入した窒素ガスを
吹きこむことによって、200ppbに調整しである。
The pipe 2 through which the liquid containing all dissolved oxygen flows is provided with a circulation pump 4, a temperature raising device 6 for heating the liquid, and a pipe 8 on which an oxide film is formed, forming a circulation system. A pure water tank 10 and an injection pump 12 for supplying pure water into this circulation system are connected to the circulation system. The dissolved oxygen in the pure water was adjusted to 200 ppb by blowing nitrogen gas mixed with oxygen into the pure water tank 10.

酸化皮膜形成配管8には、陰極用心・1扼14と参照電
極16を設け、それぞれ配貿゛8内の液中に浸漬する。
The oxide film forming pipe 8 is provided with a cathode electrode 14 and a reference electrode 16, each of which is immersed in the liquid in the pipe 8.

陰極用jL極14のリード線18と参照1(、極lGの
リード線20は、それぞれ電極シール22.24によっ
て酸化皮膜形成配管8から電気的に絶縁されている。寸
だ、区化皮膜形成配管8には配管電極26が設りられ、
この配管電極26はリード線28によって定電圧追従電
流源30の一方の端子に接わ゛じされ、他方の端子は陰
極用電極14のリード線18に接ん”しされる。また、
配管電極26のリード線28と参照電極16のリード1
120は電圧計32に接続される。
The lead wire 18 of the cathode jL electrode 14 and the lead wire 20 of the reference 1 (and pole IG) are electrically insulated from the oxide film forming pipe 8 by electrode seals 22 and 24, respectively. A pipe electrode 26 is provided in the pipe 8,
This piping electrode 26 is connected to one terminal of the constant voltage follow-up current source 30 by a lead wire 28, and the other terminal is connected to the lead wire 18 of the cathode electrode 14.
Lead wire 28 of piping electrode 26 and lead 1 of reference electrode 16
120 is connected to the voltmeter 32.

以上の構成において、純水タンク10内の酸素を含む純
水は、注入ポンプ12を介して循環系配管2内に注入さ
れ、循環ポンプ4によって配管2内を循環する。配管2
内の液は、昇温装置6によって、沸騰水型原子炉の炉水
温度である約280Cに昇温される。昇温された液はさ
らに循JRされて酸化皮膜形成配管8内に流入する。血
圧計32によって参照電極16と酸化皮膜形成配管8の
配管電極26との間の電位差を測定し、この電位差を考
慮した酸化皮膜形成配管8の配管電極28と陰極用電極
14との間の電位を、第1図のA領域の電位に保つよう
に、定電圧追従電流源30より酸化皮膜形成配管8に電
流を流す。この場合、酸化皮膜形成配管8は陽極(アノ
ード)になシ、電極14は陰極となり、電流は酸化皮膜
形成配管8から高温液を伝わり、陰極14に流れる。酸
化度HU形成配管8の主要な構成元素である鉄は、次の
反応によってイオンになる。すなわち、陽極である配管
8において、 p e−+p e” + 2 e−”−・(I)の反応
がおこシ、一方、@極において の反応がおこ、9、fl)および(2)の反応から次の
ような反応がおこなわれたことになる。
In the above configuration, pure water containing oxygen in the pure water tank 10 is injected into the circulation system piping 2 via the injection pump 12 and circulated within the piping 2 by the circulation pump 4. Piping 2
The temperature of the liquid inside the reactor is raised to approximately 280C, which is the reactor water temperature of a boiling water reactor, by a temperature raising device 6. The heated liquid is further circulated and flows into the oxide film forming pipe 8. The potential difference between the reference electrode 16 and the pipe electrode 26 of the oxide film forming pipe 8 is measured by the blood pressure monitor 32, and the potential between the pipe electrode 28 of the oxide film forming pipe 8 and the cathode electrode 14 is determined by taking this potential difference into consideration. A current is passed through the oxide film forming pipe 8 from the constant voltage follow-up current source 30 so as to maintain the voltage at the potential in region A in FIG. In this case, the oxide film forming pipe 8 serves as an anode, the electrode 14 serves as a cathode, and the current flows from the oxide film forming pipe 8 through the high temperature liquid to the cathode 14. Iron, which is a main constituent element of the oxidation degree HU forming pipe 8, becomes ions through the following reaction. That is, in the pipe 8, which is the anode, the reaction pe-+pe'' + 2 e-''- (I) occurs, while the reaction at the @ electrode occurs, 9, fl) and (2). The following reaction occurred.

Fe+211++X02→Fe2++H20・・・・・
・・・・(3)生成された鉄イオン(Fe”)は高温液
中の溶存酸素と反応し、水酸化鉄を経てF’e304を
主体とする酸化皮膜層が配管8内面に形成される。
Fe+211++X02→Fe2++H20...
(3) The generated iron ions (Fe'') react with dissolved oxygen in the high temperature liquid, and an oxide film layer mainly composed of F'e304 is formed on the inner surface of the pipe 8 through iron hydroxide. .

この時、酸化皮膜形成配管8の単位面積あたり10tt
アンペア/ cytfの電流を流して酸化皮膜を形成さ
せることによシ、通電しない高温液中で自然に腐食させ
て酸化皮膜を形成した場合に比べて10倍以上の速度で
酸化皮膜を形成することができた。従って、原子カプラ
ントの配管内面に放射性物lノtが取シ込まれないため
に効果的な配管予備i:i12化皮膜とされる0、5μ
nlないし1μmの酸化皮膜形成に要する時間は、数十
時間に短縮することができる。
At this time, 10 tt per unit area of the oxide film forming pipe 8
By forming an oxide film by passing a current of ampere/cytf, the oxide film is formed at a rate more than 10 times faster than when the oxide film is formed by natural corrosion in a high-temperature liquid without electricity. was completed. Therefore, in order to prevent radioactive substances from being taken into the inner surface of the piping of the atomic couplant, an effective piping preliminary i:i12 coating of 0.5μ
The time required to form an oxide film of nl to 1 μm can be shortened to several tens of hours.

本実施例においては、硫酸ナトリウムを液中に加えて約
I X 10−”ma!、/ tの濃度にすることによ
シミ気侭導度を約10μs / cmに保つことにより
、液中([−電bitが十分に流すことができた。もし
、配管8内の高温液中の電気伝導度が極端に小さい場合
、たとえば0.1μs / cm以下の場合には、硫酸
ナトリウム等の溶液を配管母材に悪影響をおよほさない
程度加えて液の電気伝導度を高める必要がある。
[ - The electric bit was able to flow sufficiently.If the electrical conductivity of the high temperature liquid in the pipe 8 is extremely low, for example, 0.1 μs/cm or less, a solution such as sodium sulfate should be added to the pipe. It is necessary to increase the electrical conductivity of the liquid to an extent that does not adversely affect the base material.

81z3図に基づいて別の実施例を説明する。第2図に
示す実施例においては、酸化皮膜形成配管8の鉄が高温
液中に溶出し、液中の酸素と結合して酸化鉄となシ、配
管8の内面に酸化皮膜層を形成したが、酸化皮膜の形成
をさらに速くするため、あるいは60Coなとの放射性
物質を取り込みにくい酸化゛皮膜を形成するだめに、高
温液中の金属イオン繞度を高めてもよい。第3図は、こ
のように第2図に示す実施例において高温液中の金属イ
オン濃度を高める場合の実施例を示している。第3図に
おいて、同一部分については同一符号を付しである。昇
温装置6と酸化皮膜形成配管8との間の循環系内に溶出
容器34を設置する。溶出容器34には、液中に溶出さ
せる金属イオンの元素を含む溶出金属片36と陰極38
と参照電極40を液中に浸漬するように設置する。溶出
金属片36、陰極38、参照電極40のそれぞれのリー
ド線42.44.46は溶出容器34外に出され、溶出
金属片36のリード線42と参照電極40のリード線4
6はそれぞれ電圧計48の両端子に接続され、溶出金属
片36のリード線42と陰極38のリード線44はそれ
ぞれ定電圧追従電流源50の両端子に接続される。各リ
ード13142,44゜46は電4血シール52,54
.56によって溶出容器34と電気的に絶縁している。
Another embodiment will be described based on FIG. 81z3. In the example shown in FIG. 2, iron in the oxide film forming pipe 8 was eluted into the high temperature liquid, combined with oxygen in the liquid to form iron oxide, and an oxide film layer was formed on the inner surface of the pipe 8. However, in order to further speed up the formation of an oxide film, or to form an oxide film that is difficult to absorb radioactive substances such as 60Co, the degree of metal ion concentration in the high temperature liquid may be increased. FIG. 3 shows an example in which the metal ion concentration in the high temperature liquid is increased in the example shown in FIG. 2 in this way. In FIG. 3, the same parts are given the same reference numerals. An elution container 34 is installed in the circulation system between the temperature raising device 6 and the oxide film forming pipe 8. The elution container 34 contains an elution metal piece 36 containing metal ion elements to be eluted into the liquid and a cathode 38.
and the reference electrode 40 are installed so as to be immersed in the liquid. The lead wires 42, 44, 46 of the eluted metal piece 36, the cathode 38, and the reference electrode 40 are taken out of the elution container 34, and the lead wire 42 of the eluted metal piece 36 and the lead wire 4 of the reference electrode 40 are connected to each other.
6 are connected to both terminals of a voltmeter 48, respectively, and a lead wire 42 of the eluted metal piece 36 and a lead wire 44 of the cathode 38 are connected to both terminals of a constant voltage follow-up current source 50, respectively. Each lead 13142, 44°46 has electric 4 blood seals 52, 54
.. It is electrically insulated from the elution container 34 by 56.

このような構成のとき、溶出金属片36と参照電極40
との間の電位差を電位計48で測定し、溶出金kjL片
36の電位を第1図のB領域、すなわち金属が浴出する
電位に保つように定電圧追従電流計50から溶出金属片
36に電流を流す。この場合、溶出金属片36は陽極に
なシ、電流は、溶出金属片36から高温、夜を伝わって
陰極38に流れる。溶出金属片36としては、原子炉内
で照射されたとしてもその放射化断面績が小さくて放射
化されにくい元素か、放射化されても比較的短い半減期
とか比較的エネルギーの/J’sさい放射線を発生する
核種が生成される元素であシ、かつ酸化皮膜の成分元素
となりうるものであればよい。たとえば、ニッケル、ク
ロム、チタンなどの単体またはステンレスや(−のよう
にこれらの金属元素を含む金属でもよい。本実施例にお
いては、ステライト材を溶出金属36として使用して高
温液中の金属元素i震度を約10 ppbに保ち、ステ
ンレス鋼製の酸化皮膜形成配管8にクロム含有量の多い
酸化度JIAを形成した。
In such a configuration, the eluted metal piece 36 and the reference electrode 40
The potential difference between the eluted gold pieces 36 and A current is passed through. In this case, the eluted metal piece 36 is not an anode, and the current flows from the eluted metal piece 36 to the cathode 38 through high temperature and night. The eluted metal pieces 36 are elements that have a small activation cross section and are difficult to activate even if irradiated in a nuclear reactor, or /J's that have a relatively short half-life or relatively high energy even if activated. Any element may be used as long as it is an element that generates a nuclide that generates radiation and can be a constituent element of the oxide film. For example, it may be a simple substance such as nickel, chromium, or titanium, or a metal containing these metal elements such as stainless steel or (-). The seismic intensity was maintained at approximately 10 ppb, and oxidation degree JIA with a high chromium content was formed on the stainless steel oxide film forming pipe 8.

次に、原子炉−次冷却系配管の内面に酸化皮膜を加速成
形する場合の系統′f:第4図に示す。沸騰水型原子炉
−次冷却系では、原子炉58で発生した蒸気は主蒸気系
配管60を通り、タービン62を回転させて発電する。
Next, a system 'f for accelerated forming of an oxide film on the inner surface of the reactor-subcooling system piping is shown in FIG. In the boiling water reactor-subcooling system, steam generated in the reactor 58 passes through a main steam system piping 60, rotates a turbine 62, and generates electricity.

蒸気は復水器64で凝縮して復水となシ、脱均器66、
給水ヒータ68を通シ、原子炉58に戻る。一方、炉水
は、再循し′li系70によシ大部分が循環し、一部は
炉水浄化系72内の浄化器74を経て給水系配管76に
戻され、原子炉58に入る。再循環系70内に、第3図
に示す実施例と同様に、炉水中に金属イオンを溶出する
ための金属溶出部78および酸化皮膜加速形成部80を
設ける。金属溶出部78は、溶出金属片36、陰極38
、参照電極40、電圧計48、定電圧追従電流源50な
どから構成され、酸化皮膜加速形成部80は、陰極14
、参照電極16、配管電極26、電圧計32、定電圧追
従電流計30などから4’1!j 、成され、その作用
は第3図に示す実施例と同様である。酸化皮膜形成に使
用される7jf流値は配管内表面積1n?あたり約0.
1アンペア(A)とし、印加電圧は高温炉水の電気抵抗
外を含んで約10ポル) (V)であり、消費電力(1
′Lとしては17??あたり約1ワツト(Watt)に
なる。
The steam is condensed into condensate in a condenser 64, a de-equalizer 66,
The water passes through the feed water heater 68 and returns to the reactor 58. On the other hand, most of the reactor water is recirculated through the li system 70, and a portion is returned to the water supply system piping 76 through the purifier 74 in the reactor water purification system 72, and enters the reactor 58. . In the recirculation system 70, similarly to the embodiment shown in FIG. 3, a metal elution section 78 for elution of metal ions into the reactor water and an oxide film accelerated formation section 80 are provided. The metal elution section 78 includes the elution metal piece 36 and the cathode 38.
, a reference electrode 40, a voltmeter 48, a constant voltage follow-up current source 50, and the like.
, reference electrode 16, piping electrode 26, voltmeter 32, constant voltage follow-up ammeter 30, etc. 4'1! j, and its operation is similar to the embodiment shown in FIG. Is the 7jf flow value used for oxide film formation based on the pipe inner surface area of 1n? Approximately 0.
1 ampere (A), the applied voltage is approximately 10 pol (V) including the electrical resistance of high temperature reactor water, and the power consumption (1
'L is 17? ? Approximately 1 Watt per unit.

酸化皮膜の形成に要する時間は数十時間である。The time required to form the oxide film is several tens of hours.

こうして、原子炉核加熱前に再循環系配管の内面酸化皮
膜が形成される。酸化皮膜形成後、電栃への通′屯を止
め、陰極および参照電極はその−1ま配管内にとどめて
おいてもよく、まだはそれらを引き抜いてシールしても
問題はない。
In this way, an oxide film is formed on the inner surface of the recirculation system piping before the reactor core is heated. After the oxide film is formed, the flow to the electric box may be stopped and the cathode and reference electrode may be left in the pipe until then, or there is no problem if they are pulled out and sealed for now.

なお、本実施例では再循1哀系配゛aへの酸化皮膜形成
についてのべだが、再循環系に限定されることなく、炉
水浄化系あるいは腐食生成物の溶出源である給水系配管
の酸化度、嗅形成にも本発明は適用できる。
Although this example focuses on the formation of an oxide film on the recirculation system 1a, it is not limited to the recirculation system, and can be applied to the reactor water purification system or the water supply system piping, which is a source of elution of corrosion products. The present invention can also be applied to the degree of oxidation and olfactory formation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、原子カプラントの構造材をアノード分
極して構造材に液中の金属イオンの酸化物から酸化皮膜
を形成するので、自然に腐食して酸化皮膜を形成する場
合に比べて約1/10の時間で形成することができる。
According to the present invention, since the structural material of the atomic couplant is anodically polarized to form an oxide film on the structural material from the oxide of metal ions in the liquid, it is approximately It can be formed in 1/10 of the time.

従って、新たにプラントを建設する場合には原子炉の稼
動開始日が10日以上早められ、既設プラントでは一次
冷却系配管の系統除染後の配管内面の酸化処理日数を大
幅に短縮できる効果がある。
Therefore, when constructing a new plant, the start date of the reactor will be brought forward by more than 10 days, and in existing plants, the time required for oxidation treatment of the inner surface of the primary cooling system piping after system decontamination can be significantly shortened. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、ステンレス鋼配管とその内部流体との間の電
位および対応する電流の関係を示すグラフである。 第2図は、本発明の一実施例を示し、酸化皮膜形成部を
有する系統図である。 第3図は、本発明の他の実施例を示し、金属溶出部およ
び酸化皮膜形成部を有する系統図である。 第4図は、本発明を原子炉炉水再循環系に適用した場合
の系統図である。 8・・・酸化皮膜形成配管、14.38・・・陰極、1
6゜40・・・参照電極、26・・・配管7E極、32
.j8°°。 電圧−1130,50・・・定′+Q圧追従嶌流計、5
8・・・原子炉、70・・・再循環系配管、78・・・
金属溶出部、消 2 図
FIG. 1 is a graph showing the relationship between potential and corresponding current between stainless steel piping and its internal fluid. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention and is a system diagram having an oxide film forming part. FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, and is a system diagram having a metal elution section and an oxide film forming section. FIG. 4 is a system diagram when the present invention is applied to a reactor water recirculation system. 8... Oxide film forming piping, 14.38... Cathode, 1
6゜40...Reference electrode, 26...Piping 7E pole, 32
.. j8°°. Voltage -1130,50...Constant'+Q pressure following current meter, 5
8... Nuclear reactor, 70... Recirculation system piping, 78...
Metal leaching area, Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 工、放射性物質が溶解している液と接して使用される金
属からなる構造材を使用する原子カプラントの放射性物
質の付着抑制方法において、前記構造材をアノード分極
して前記構造材に電気的に酸化皮膜を形成することを特
徴とする原子カプラントの放射性物質の付着抑制方法。 2、放射性物質が溶解している液と接して使用される金
属からなる構造材を使用する原子カプラントの放射性物
質の付着抑制方法において、(a)  前記液中に参照
電極を設けて該参照電極と前記構造材との電位差を前記
構造材に酸化皮膜が形成される範囲の電位に保ち、 (b)  前記液中に陰極用電極を設けて前記構造材を
陽極とし、前記陰極用電極を陰極とするように前記構造
材と前記陰極用電極との間を流れる電流を調整すること
によって、 前記構造材に酸化皮膜を形成することを特徴とする原子
カプラントの放射性物質の付着抑制方法。 3、前記構造材中の鉄イオンを前記液中に溶出させ、前
記鉄イオンと前記液中の溶存酸素イオンと反応して酸化
鉄を主成分とする酸化皮膜を前記構造材に形成する特許
請求の範囲第2項記載の原子カフリントの放射性物質の
付着抑制方法。 4゜前記構造材が原子炉−次冷却系の給水配管である特
許請求の範囲第2項または第3項記載の原子カプラント
の放射性物質の付着抑制方法。 5、放射性物質が溶解している液と接して使用される金
L4からなる4i’M造材を使用する原子カプラントの
放射性物質の付着抑制方法において、(,1)  前記
液中に参照電極を設けて該参照電極と前記(1°を造材
との電位差を前記構造材に酸化皮膜が形成される範囲の
電位に保ち、 (b)  酸化度j関を形成する成分元素を含む金属片
と参照電極と第1の陰極用電極全前記液中に設けて前記
金属片と前記参照電極との電位差を前記金属片から金属
イオンが溶出される範囲の電位に保ちながら前記金属片
と前記第1の陰極用電極の間を流れる電流を調整するこ
とによって前記液中の金属イオン濃度を高め、 (C)  前記液中に第2の陰極用′屯4よを設けて前
記構造材を陽極とし、前記第2の陰極用電極を陰極とす
るように前記構造材と前記第2の陰極用電極の間を流れ
る電流を調整することによって、前記構造材に前記金属
イオンの酸化皮膜を形成することを特徴とする原子カプ
ラントの放射性物質の付着抑制方法。 6、前記構造材が原子炉−次冷却系の給水配管であるl
庁n′「請求の範囲第5項記載の原子カプラントの放射
性物質の付着抑制方法。
[Claims] In a method for suppressing the adhesion of radioactive substances in an atomic couplant using a structural material made of a metal that is used in contact with a liquid in which a radioactive material is dissolved, the structural material is anodically polarized. A method for suppressing the adhesion of radioactive substances to an atomic couplant, which is characterized by electrically forming an oxide film on a structural material. 2. In a method for suppressing the adhesion of radioactive substances to an atomic couplant using a structural material made of metal that is used in contact with a liquid in which radioactive substances are dissolved, (a) a reference electrode is provided in the liquid; (b) providing a cathode electrode in the liquid, using the structural material as an anode, and using the cathode electrode as a cathode; A method for suppressing adhesion of radioactive substances to an atomic couplant, characterized in that an oxide film is formed on the structural material by adjusting a current flowing between the structural material and the cathode electrode so as to: 3. A patent claim in which iron ions in the structural material are eluted into the liquid, and the iron ions react with dissolved oxygen ions in the liquid to form an oxide film containing iron oxide as a main component on the structural material. A method for suppressing adhesion of radioactive substances to an atomic cufflint according to item 2. 4. The method for suppressing the adhesion of radioactive substances to an atomic couplant according to claim 2 or 3, wherein the structural member is a water supply pipe for a sub-reactor cooling system. 5. In a method for suppressing the adhesion of radioactive substances to an atomic couplant using a 4i'M material made of gold L4 that is used in contact with a liquid in which radioactive substances are dissolved, (1) a reference electrode is placed in the liquid; (b) a metal piece containing a component element forming an oxidation degree j relation; A reference electrode and a first cathode electrode are both provided in the liquid, and the metal piece and the first cathode are connected to each other while maintaining the potential difference between the metal piece and the reference electrode within a potential range that allows metal ions to be eluted from the metal piece. (C) increasing the metal ion concentration in the liquid by adjusting the current flowing between the cathode electrodes; (C) providing a second cathode hole 4 in the liquid and using the structural material as an anode; Forming an oxide film of the metal ions on the structural material by adjusting the current flowing between the structural material and the second cathode electrode so that the second cathode electrode serves as a cathode. A method for suppressing the adhesion of radioactive substances to an atomic couplant characterized by: 6. The structural material is water supply piping for a reactor-subcooling system.
Agency n' ``Method for suppressing adhesion of radioactive substances to an atomic couplant according to claim 5.
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JPH04343729A (en) * 1991-05-13 1992-11-30 Nakatsuka Kogyo Kk Solid pattern foil yarn and woven material of solid pattern foil yarn

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