技術開発ニュース　No.169

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• カテゴリ： 技術開発ニュース
• 作成日： 2025/03/12 21:57:14
• 要約：

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• ページ： 47
• 研　究　成　果 Results of Research Activities ステンレス鋼のすき間構造内部に浸入した 塩化物イオン拡散挙動試験装置の開発 Development of the diffusion test device for chloride ions in crevices of the stainless steel 塩化物イオン濃度拡散過程の見える化 　浜岡原子力発電所 5 号機の海水混入事象により、現在も海水由来の塩化物イオンが原子 炉内のすき間構造内に残存している可能性が否定しきれない。本研究では、ステンレス鋼 のすき間内部のイオン拡散挙動評価を目的に、すき間内の溶液導電率が測定可能なイオン 拡散挙動試験装置を開発した。 執筆者 原子力安全技術研究所 プラントグループ 大村　幸一郎 　 1 浜岡原子力発電所 5 号機の海水混入事象 　2011 年 5 月、東日本大震災の影響により国からの停止 要請を受けた浜岡原子力発電所 5 号機は、原子炉停止操作 中の冷温停止過程で主復水器細管が損傷し、原子炉等に海 水が 400 m3 混入する事象が発生した（第 1 図）。原子炉お よび炉内の構造物に海水による腐食が確認され（第 2 図）、 第 3 図　金属腐食の種類 腐食箇所の点検、機器の取替、脱塩水置換ならびに浄化系 運転による炉内の残留塩分除去を実施したが、現在も原子 　すき間腐食の発生・進展過程には 5 つのステップがある。 炉内のすき間構造の内部に微量ながら海水由来の塩化物イ ①金属と酸素の反応による金属表面に不働態被膜の形成 オンが残留していることが否定しきれないため、すき間内 ②不働態被膜の形成に伴うすき間内の酸素の枯渇 部に残留する塩化物イオンの浄化に資する挙動評価が課題 ③塩化物イオンがある場合不働態被膜が破壊される となっている。 ④露出した金属表面から金属イオンが溶出（＝すきま腐 食） ⑤溶出した金属イオン（＋）に塩化物イオン（－）が引き 寄せられる 　以上の流れにより、さらに不働態被膜が破壊されると いった悪循環が起き、すき間腐食が広がる。塩化物イオン がすき間内に多く残留している場合、腐食による減肉で部 材強度が低下する可能性があるため、残留している塩化物 イオンを浄化し、腐食を抑制する必要があるが、実機の浄 化と拡散挙動の関係は明らかになっていない。本研究で 第 1 図　浜岡 5 号機の海水混入事象 は、最適な浄化条件を見出すために、すき間内の残留塩化 物イオンの拡散挙動のメカニズムの特定を目的とした。 3 塩化物イオンの拡散挙動の見える化 （1）塩化物イオン拡散挙動試験装置の開発 第 2 図　原子炉内構造物の腐食 2 47 すき間腐食の発生原理と研究目的 　すき間内の塩化物イオンの拡散挙動メカニズムの特定の ためには、浄化中のイオン濃度拡散（溶質が濃度の薄い 方へ移動すること）の把握が必要であるが、すき間内の濃 度を直接計測するのは困難である。そこで、実機を模擬し たすき間試験片を作製し、すき間内にセンサーを設置した 　主要な金属腐食は大きく分けて 3 種類ある（第 3 図）。全 導電率測定装置（第 4 図）の開発を行った。センサーであ 面腐食や孔食は点検がしやすく、修理や機器の取替により る電極から溶液に微弱な電流を流すことで電気抵抗を取得 健全性を確保できる。一方、すき間腐食は点検で見つけ出 し、導電率に変換する。これをイオン濃度に換算すること すには限界があることから、適切な評価が必要になる。 で見える化が可能となる。 技術開発ニュース 2025.03／No.169 
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