UTR-Bにおける2Sアルミニウムの腐蝕について

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(1)Vol .2 .( 1 9 6 3 ). 008 UTR-Bにおける 2Sアノレミニワムの腐蝕について古島一敬. Thes t u d i e so f2S-Aluminum Corr ・ o s i o ni n UTRB By Kazuyoshi，FURU5HIMA 25-Aluminum corrosion was studied i n various t e s ts o l u t i o n s . Test s o l u t i o n s were d i s t il 1edwater Containning HSP04， whichconcentrationwasppm. When there were nor a d i a t i o n，eorrosionproceededwithexperimental order p e r i o d . I nthecaseo fpurewater，corrosionreachedt oafewtimesasmuchas i o n，corrosionwas t h a ti n ac a s eo fHSP04t e s ts o l u t i o n . Undersaudγ-radiat ，3and5ppm-HsP04s o l u t i o n . Inafewdayso fi n i t i a l i n h i b i t e dp e r f e c t l yi n2 duration25-Aluminumd i s s o l u t i o nwasobsurvedin0 . 5and1ppm-HsP04solution， thencorrosionproductsappearedandi u c r e a s e d .. I. 緒. 類の試験水を各々 1 0ml とり，. 日. UTR-Bの減速水中でウラン燃料を被覆している 25アルミニウムの腐食が起り，減速水を汚濁させ，核分裂生成物の漏洩が懸念される状態になった。. 上記のアノレミニウム. 試験片を入れて腐食増量測定用の試料した。 2 . アノレミニウム試験片の放射線による照射の条件と腐食増量の測定は， F i g . 1に示すように， UTR-B. 然し，減速水に ppmオーダーの正燐酸を添加することにより，アノレミニウム表面の腐食は肉眼的には認められなくなった。乙の現象を直ちにアノレミニウムの. $ . $ . 6. ， $$ . 7. ロ. $ . S . 8. ロ. ロ. 腐食防止と考える乙とは出来ない。すなわち"リン酸とアルミニウムの聞に可溶性塩を生じ，アノレミニウムの溶解が起っているかも知れない。本研究では，とれらの問題を究明するため，純水および ppmオーダーの正燐酸を含む水中におけるアノレミニウムの腐食量の経時変化を放射線存在下で測定し，防食に必要な正燐酸の濃度，燐酸皮膜の生成速度. 実験. 1 . アノレミニウム試験片および試験水. $ . S . 5. 出. S . ロ S . 4 仁肌竺 s . 竺コロ 5 3 . 3. 5 . ロ S . 2. $ . S . 1. 口. ロ. などについて検討をお乙なった。. I. S . ロ . s9. コ. 亡 M二 . S 二 . コ 4. $ . S . 1 1. ロ. コ. M E . 二 5. 2. 仁 M . 二 S .1. 25アノレミ. 東洋アノレミニウム株式会社製，純ニウム箔厚さ 50μ( 度9 9.5%)を 1cmx7cmの短冊状に切り，アセトン. S .. TANK. で脱脂した後，減圧デシケーター中で乾燥したものを試験片として用いた。ポリエチン製試料瓶 (O1 .6cmx8cm) に試験水として，蒸留水および蒸留水中に正燐酸を各々に 0 . 5 ppm，1ppm，2ppm，3ppm，5ppmを含む計 6種. - 43-. 5 . 5 ロ . 1 0. F i g .1 . UTR-Bの平面図.

(2) 近畿大学原子力研究所年報. の黒鉛反射体の上面の Aの位置に，試料群を設置し. UTR-Bが出力 O.lWマ作動中，この部位における，y 放射線の種類は速中性子線，熱中性子線および s 線であり，夫々の線東又は線量については信頼出来る. 府間食滑且重. 7 こ。. ・ -. 0-0 若草溜~( b，-b，. IPPm H J P O .. ローロ. m g / d m '. 0 . 5PPm H 1 P O . X -x 2. 中一 φ. 5. 3 0. 値は得られていないが，金箔の (n，y ) 反応による誘導放射能の測定により，熱中性子線束は約 104n/cm2. s e cである乙とが判った。 UTR-Bの作動時間は平・均1 2 時間 / weekであり，各週の終に上記のア Jレミニウム試験片をとり出し，水洗，アセトン洗糠ののち減圧乾燥して秤量し腐食増量を求め，. 2 0. 2 乙れを mg/dm. で示した。腐食試験時間とアルミニウム試験片が受けた放射線量の聞には，大体において比例関係が成立すると仮定して実験を行った。. 3 . ブランクテスト原子炉室内に空試験用のアノレミニウムの試験片を，前述の試験水中に浸して設置し，同様の方法で腐食増量を求め，実験 2の結果と比較した。. E. 1 5 0. 結果と考察 Fig.2 放射線の存在しない場合の腐食. 1 . 放射線が存在しない場合のアノレミニウムの腐食. 増量の経時変化. 増量の数値を Table1に示す，これをプロットして. ig .2に示した。腐食増量の経時変化を F. 山，PO， 13PpmH，Po.I-5~: 日. 0.5ppm弘. 2. 0. 7日後. 12.8mg/dm2. 1 .4mg/dm2. 1.8mg/dm2. O.3mg/dm2. 2.2mg/dm2. 2.6mg/dm21. 1 51 1. 1 6 . 9. 1 .8. 3 . 0. 0 . 4. 3 . 7. 4 . 4. 2 11 1. 1 7 . 8. 2 . 5. 3 . 8. 1 .2. 4 . 1. 4 . 4. 2 71 1. 1 8 . 7. 2 .7. 3 . 9. 1 .3. 4 . 2. 5 . 6. 3 31 1 4 21 1. 2 0 . 0. 2 . 9. 3 . 9. 1 .4. 4 . 3. 5 . 5. 1 9 . 5. 2 . 9. 3 . 9. 1 .4. 4 . 3. 5 . 7. 4 81 1. 2 0 . 4. 3 . 3. 3 . 8. 1 .6. 4 . 2. 5 . 9. 5 61 1. 2 1 .1. 3 . 1. 4 . 1. 1 .5. 4 . 4. 5 . 8. 6 31 1. 2 0 . 8. 3 . 5. 4 . 0. 1 .6. 4 . 8. 5 . 8. 7 01 1 7 71 1. 2 0 . 9. 3 . 9. 4 . 0. 1 .7. 4 . 6. 6 . 0. 2 0 . 5. 4 . 1. 4 . 1. 1 .9. 4 . 9. 5 . 9. 8 41 1. 2 0 . 6. 4 . 1. 3 . 9. 1 .9. 9 11 1. 2 0 . 8. 4 . 5. 4 . 0. 2 . 0. 4‘7 4 . 7. 5 . 8. 9 81 1. 5 . 9. 2 0 . 9. 4 . 9. 4 .1. 2 . 2. 5 . 0. 5 . 9. 105υ. 2 0 . 2. 4 . 8. 4 . 0. 2 . 3. 5 . 2. 6 . 0. 1 1 1 21 1 1 81 1. 2 1 .0. 5 . 5. 4 . 0. 2 . 3. 5 . 9. 2 1 .1. 5 . 6. 4 . 0. 2 . 4. 5‘4 5 . 3. Table1 . 放射線の存在しい場合の腐食増量の経時変化. -4 4一. 5 . 9.

(3) Vo1 .2 .( 1 9 6 3 ). 放射線が存在しない場合の腐食増量の経時変化は，試験期間の初期においては急激な立上りを示し. 3. ，. 4週間後においては平衡に達する。純水の場合は腐食増量の値は HSP04を含む水中における場合の約 4倍に達する。 HSP04の含量の変化による腐食増量の変. 化は 0 . 5乃至 5ppmの含量の変化に対しては，著るしい差異を示さなかった。. 3 . 放射線の存在下における腐食増量の変化を Table 2 に示し，それを Fig.3 に示した。. Table2 放射線の存在下での腐食措量の経時変化. HSP04 濃度. 1 5日後. 19 日後 I~ 日後. 4 8日後. 6 7日後. 9 2日後. 0.5pp口1. mg/dm2 mg/dm2 mg/dm mg/dm2 mg/dm2 mg/dm2i mg/dm2 5 2 . 8 1 0 3 . 2 .3 9 8 . 0 1 0 7 . 5 91 6 3 . 1 I7 8 . 2 3 4 . 7m g / c n i7 0 . 1 3 . 2 I0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 5. 1. 1 1. 3 5 . 2. 一 7 . 5. I1 .2. 0 . 3. 0 . 2. 0 . 2. 0 . 2. 2. 1 1. 3 . 0. ー5 . 1. 2 . 3. 1 .9. 2 . 2. 2 . 3. ー2 . 9. 3. 1 1. 5 . 2. 8 . 9. 3 . 9. 4 . 9. 4 . 8. 5 . 1. 5 . 3. 5. 1 1. 1 .5. 一7 . 8. 2 . 2. 1 .0. 1 .3. 1 .8. 2 . 1. 蒸溜水. 偏食. 0-0 i 1 S . ;留米 "'-'" 1P P mH 3 P 0 4 口一口 3 φ. E 管. ・ x-x 中一中. ，. 0 . 5P P mH 3 P O 2 5. は，腐食増量は負の値を示す。 HSP04が 0 . 5および. 1ppmの場合約 3 5mg/dm2 に相当する量のアノレミニウムが溶解したものと考えられ，その後次第に増加. 室 2 m g / d m. 5日程度でこの減少量を充足している。その後 0 . 5 し3. 100. ppmの HSP04を含む水中でのアルミニウムの増量は著しく増加しはじめ，純水の場合とほぼ同様な変化を示す。. 乙の事実は 0.5ppmの HSP04の完全な消. 失によって純水と同じ変化をたどったものと考えられる。 1ppm，，-，5ppmの HSP04を含む水中では約 3 5日以後ではほとんど重量の経時変化は起らず，アルミニウムはほとんど腐食していないと考えられる。然し l. ppmの HSP04を含む水中で HSP04が消費された 1 7日ならば，腐食増量の変化が起るかも知れないが 1 までの聞には乙の変化は起っていない。以上の結果から UTR-B中で 2. ， 5ppmの HaP04 を含む蒸溜水を減速水として用いるととにより，約. 1 0 0日程度の期間内では水の粘製を行う乙となしにアノレミニウム燃料板を被覆している 2Sアノレミニウムの. -50. 備. 2. 腐食を完全区防止し得ることが分った。時間. 匂d. ( 1 9 6 4 年 3月3 1日受理). Fig.3 放射線の存在下での腐食増量の経時変化純水の場合には. 本実験について御指導いただ、いた小久保教授，原田. F i g .1に示した結果に比べて，. 助教授，大吉昭講師に厚く感謝いたします。一一参考文献一一. 腐食増量の経時変化の立上りがゆるやかであり，飽和. 1 7日における腐食増量の比較でに達し難い腐食時間 1 は放射線が存在しない場合に比べて約 5倍の腐食を生じているととが判った。従ってアノレミニウムの純水中における腐食は放射線の存在によって著しく増大す. 1) K. M. Carlsen，TrElectrochem Soc，1 0 4 ( 1 9 5 7 )1 4 7 . 2) ] .E . Draley & W. E . Ruther，ANL-5001 ( 1 9 5 3 ) 3) 原子炉用アルミニウム合金に関する研究，軽金属. 4日までる。然し HSP04を含む水中では，最初の 1. - 45-. 協会.

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