(57)【要約】【課題】フェライト皮膜への放射性核種の取り込みをさらに抑制することができる原子力プラント構成部材の線量低減方法を提供する。【解決手段】原子力プラントが停止されている期間において、皮膜形成対象の再循環系配管に皮膜形成装置を接続し、鉄（II）イオン、過酸化水素及びヒドラジンを含むｐＨが５．５〜９．０の範囲内にある皮膜形成水溶液を、皮膜形成装置から再循環配管に供給する。これにより、再循環系配管の内面にフェライト皮膜が形成される。皮膜形成装置を合い循環系配管から取り外し、原子炉を起動する。昇温昇圧過程で炉水温度が定格温度に到達したとき、水素を注入しない状態で、５００時間、運転を継続する。このとき、腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある炉水をフェライト皮膜の表面に接触させ、フェライト皮膜の表面にヘマタイト皮膜が形成される。【選択図】図１
2014130160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力プラントの構成部材の表面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜を覆うヘマタイト皮膜を形成し、
前記ヘマタイト皮膜の形成は、腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある水を前記フェライト皮膜の表面に接触させることによって行われることを特徴とする原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項２】
前記構成部材の表面への前記フェライト皮膜の形成は、鉄（II）イオン、及び鉄（II）イオンを鉄（III）イオンに酸化する酸化剤を含むｐＨが５．５〜９．０の範囲内にある皮膜形成液を、前記構成部材の前記表面に接触させることによって行われる請求項１に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項３】
前記構成部材の前記表面に接触させる前記皮膜形成液は、６０℃〜１００℃の範囲内の温度に調節されている請求項２に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項４】
前記フェライト皮膜の形成は原子力プラントの運転が停止されている期間において行われ、前記ヘマタイト皮膜の形成は、前記フェライト皮膜の形成後における前記原子力プラントの運転中において行われる請求項１または２に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項５】
前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水が、前記原子力プラントの原子炉内に存在している定格温度の水である請求項４に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項６】
前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水を、５０時間から５００時間の範囲内の期間において、前記フェライト皮膜に接触させる請求項５に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項７】
前記フェライト皮膜に接触する前記水の温度が前記定格温度まで上昇した後に、前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる請求項５または６に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項８】
前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間が経過したとき、前記水に還元剤を注入する請求項５ないし７のいずれか１項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項９】
前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間が経過したとき、前記水の腐食電位を−０．２Ｖ未満にする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項１０】
前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間内では、前記水に還元剤を注入しない請求項５ないし７のいずれか１項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項１１】
前記原子力プラントが起動された後に、前記原子力プラントの原子炉内に存在している水に還元剤を注入し、前記水の温度が定格温度に上昇した後に、前記水の腐食電位を−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある腐食電位まで上昇させ、腐食電位を−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記腐食電位を有する水を、前記フェライト皮膜に接触させる請求項５または６に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項１２】
前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間が経過したとき、前記水の腐食電位を−０．２Ｖ未満にする請求項１１に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項１３】
前記腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間内では、前記水に還元剤を注入しない請求項１１に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項１４】
前記ヘマタイト皮膜の形成は、前記フェライト皮膜の形成後における前記原子力プラントの調整運転中において行われる請求項４に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項１５】
前記ヘマタイト皮膜の形成は、前記調整運転中で総合負荷性能検査を行っているときに行われる請求項１４に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【請求項１６】
前記総合負荷性能検査が終了したときに、前記原子力プラントの原子炉内に存在する水に還元剤を注入する請求項１４または１５に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラント構成部材の線量低減方法に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適用するのに好適な原子力プラント構成部材の線量低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、沸騰水型原子力発電プラント（以下、ＢＷＲプラントと略記する。）は、原子炉圧力容器（ＲＰＶと称する）内に炉心を内蔵した原子炉を有する。再循環ポンプ（またはインターナルポンプ）によって炉心に供給された炉水は、炉心内に装荷された燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉からタービンに導かれ、タービンを回転させる。タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮され、水になる。この水は、給水として原子炉に供給される。給水は、原子炉内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で主として金属不純物が除去される。
【０００３】
また、放射性腐食生成物の元となる腐食生成物は、ＲＰＶ及び再循環系配管等のＢＷＲプラントの構成部材の接水部から発生することから、主要な一次系の構成部材には腐食の少ないステンレス鋼及びニッケル基合金などの不銹鋼が使用されている。また、低合金鋼製のＲＰＶは内面にステンレス鋼の肉盛りが施され、低合金鋼が、直接、炉水と接触することを防いでいる。炉水とは、原子炉内に存在する冷却水である。さらには、炉水の一部を原子炉浄化系のろ過脱塩装置によって浄化し、炉水中に僅かに存在する金属不純物を積極的に除去している。
【０００４】
しかし、上述のような腐食対策を講じても、炉水中における極僅かな金属不純物の存在が避けられないため、一部の金属不純物が、金属酸化物として、燃料集合体に含まれる燃料棒の表面に付着する。燃料棒表面に付着した金属不純物（例えば、金属元素）は、燃料棒内の核燃料物質の核分裂により放出される中性子の照射によって原子核反応を起こし、コバルト６０，コバルト５８，クロム５１，マンガン５４等の放射性核種になる。
【０００５】
これらの放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒表面に付着したままである。しかしながら、一部の放射性核種は、取り込まれている酸化物の溶解度に応じて炉水中にイオンとして溶出したり、クラッドと呼ばれる不溶性固体として炉水中に再放出されたりする。炉水中の放射性物質は、原子炉に接続された原子炉浄化系によって取り除かれる。原子炉浄化系で除去されなかった放射性物質は炉水とともに再循環系などを循環している間に、原子力プラントの構成部材（例えば、配管）の炉水と接触する表面に蓄積される。その結果、構成部材の表面から放射線が放射され、定検作業時の従事者の放射線被曝の原因となる。
【０００６】
その従業者の被曝線量は、各人毎に規定値を超えないように管理されている。近年この規定値が引き下げられ、各人の被曝線量を可能な限り低くする必要が生じている。
【０００７】
そこで、配管の炉水と接触する表面への放射性核種の付着を低減する方法、及び炉水中の放射性核種の濃度を低減する方法が様々検討されている。例えば、特開２００６−３８４８３号公報、特開２００７−１９２７４５号公報及び特開２００７−２４６４４号公報には、原子力プラント構成部材の炉水と接触する表面にフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜を形成し、その構成部材への放射性核種の付着を抑制する方法が提案されている。構成部材の炉水と接触する表面へのフェライト皮膜の形成によって、原子力プラントの運転後において、その構成部材の表面に放射性核種が付着することが抑制される。この放射性核種付着抑制方法では、鉄（II）イオンを含むギ酸水溶液，過酸化水素及びヒドラジンを含み、常温から１００℃の範囲に加熱された処理液を、その構成部材表面に接触させてその表面にフェライト皮膜を形成する。
【０００８】
特開２０００−１０５２９５号公報には、酸化除染及び還元除染を含む化学除染が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３８４８３号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２７４５号公報
【特許文献３】特開２００７−２４６４４号公報
【特許文献４】特開２０００−１０５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特開２００６−３８４８３号公報に記載された原子力プラント構成部材への放射性核種の付着抑制方法は、フェライト皮膜を形成して原子力プラント構成部材の腐食を抑制し、腐食皮膜の成長に伴って生じる放射性核種の付着を抑制して原子力発電プラントの再循環配管の表面線量率を低減することができる。発明者らは、特開２００６−３８４８３号公報に記載された方法により原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の線量低減について詳細な検討を行った。この結果、作成されたフェライト皮膜自身への放射性核種の付着は、腐食皮膜の成長に伴って生じる放射性核種の付着に比べて非常に少なくなるが、フェライト皮膜自身の溶解再析出の際に、原子力プラント構成部材の表面に形成されているフェライト皮膜への若干の放射性核種の取り込みが認められた。
【００１１】
本発明の目的は、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みをさらに抑制することができる原子力プラント構成部材の線量低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子力プラントの構成部材の表面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜を覆うヘマタイト皮膜を形成し、
ヘマタイト皮膜の形成は、腐食電位が−０．２Ｖ〜０．２Ｖの範囲にある水をフェライト皮膜の表面に接触させることによって行われることにある。
【００１３】
フェライト皮膜がヘマタイト皮膜で覆われているので、放射性核種を含む水がフェライト皮膜と接触することを防止することができる。このため、フェライト皮膜の上記水中への溶解、再析出が生じなく、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止することができる。このため、原子力プラントの構成部材の線量をさらに低減することができる。ヘマタイトはフェライトよりも水への溶解度が低くなっている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜への放射性核種の取り込みをさらに抑制することができ、原子力プラント構成部材の線量をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の原子力プラント構成部材の線量低減方法において実施される工程を示すフローチャートである。
【図２】実施例１の原子力プラント構成部材の線量低減方法が適用される沸騰水型原子力プラントの構成図である。
【図３】図２に示される皮膜形成装置の詳細構成図である。
【図４】表面状態が異なる各試験片へのＣｏ−６０の付着量を示す説明図である。
【図５】形成された皮膜のラマンスペクトルを示す説明図である。
【図６】ＢＷＲプラントの起動時における復水器真空度、炉水温度及び原子炉圧力の変化を示す特性図である。
【図７】フェライト皮膜を形成した試験片をＮＷＣ条件の高温水に浸漬した時間と、試験片へのＣｏ−６０付着量との関係を示す特性図である。
【図８】腐食電位−０．２Ｖで５０時間処理したフェライト皮膜のラマンスペクトルを示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施例である実施例３の原子力プラント構成部材の線量低減方法において実施される工程を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施例である実施例４の原子力プラント構成部材の線量低減方法において実施される工程を示すフローチャートである。
【図１１】実施例４の原子力プラント構成部材の線量低減方法が適用される沸騰水型原子力プラントの構成図である。
【図１２】ＢＷＲプラントの起動時における復水器真空度、炉水温度、原子炉圧力、タービン回転数及び電気出力の変化を示す特性図である。
【図１３】本発明の他の実施例である実施例５の原子力プラント構成部材の線量低減方法において実施される工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
発明者らは、特開２００６−３８４８３号公報に記載されたフェライト皮膜の放射性核種の付着抑制性能の向上を目指してＣｏ−６０付着実験を行った。この実験には、フェライト皮膜を形成した、ステンレス鋼製の試験片、及び研磨試験片（＃６００研磨）を用いた。Ｃｏ−６０付着実験を行う前に、フェライト皮膜を形成した、ステンレス鋼製の１つの試験片を、水素を添加しないＢＷＲの運転条件（この運転条件をＮＷＣ条件という）を模擬した水質を有する水に５００時間浸漬した。具体的には、この水は、温度が２８０℃、圧力が７ＭＰａ、溶存酸素濃度が１００ｐｐｂ、過酸化水素濃度が２００ｐｐｂ、腐食電位が＋０．２Ｖである高温高圧の純水である。発明者らは、上記の後処理が行われた、フェライト皮膜を形成している試験片（以下、第１試験片という）、上記の後処理が行われていないがフェライト皮膜を形成している試験片（以下、第２試験片という）、及び研磨試験片（以下、第３試験片という）の３つの試験片を用いて、Ｃｏ−６０付着実験を行った。このＣｏ−６０付着実験では、上記した３つの試験片が、水素注入条件（この条件をＨＷＣ条件という）を模擬したＢＷＲの水質を有する水（Ｃｏ−６０を含む）に、所定時間の間、浸漬された。発明者らは、この所定時間経過後に水から取り出した各々の試験片におけるＣｏ−６０の付着量を測定した。
【００１７】
この実験結果が図４に示される。第２試験片におけるＣｏ−６０の付着量が、第３試験片におけるその付着量よりも約６０％低減された。これに対して、ＮＷＣ条件で後処理を施した第１試験片におけるＣｏ−６０の付着量は第３試験片におけるその付着量よりも約９０％低減された。Ｃｏ−６０の付着量は、ＮＷＣ条件で後処理を施していない第２試験片よりもＮＷＣ条件で後処理を施した第１試験片でより低減された。この結果について、発明者らは以下のように考察した。
【００１８】
第１及び第２試験片におけるフェライト皮膜の形成は、以下のようにして行われる（特開２００６−３８４８３号公報参照）。フェライトの材料である鉄（II）イオン、鉄（II）イオンを酸化する過酸化水素、及びフェライト化反応を促進するｐＨ調整剤であるヒドラジンを含む水溶液を、第１及び第２試験片の母材であるステンレス鋼材の表面に接触させることにより、（１）式で示す反応が生じ、その表面にフェライトの一種であるマグネタイトの皮膜が形成される。
【００１９】
３Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２＋６ＯＨ−  →  Ｆｅ３Ｏ４＋４Ｈ２Ｏ      ……（１）
このマグネタイトの構造は、Ｆｅ（III）［Ｆｅ（II）Ｆｅ（III）］Ｏ４で表される。大括弧の部分は酸素の八面体構造の中心に位置する金属イオンを示しており、マグネタイトではこの部分にＦｅ（II）イオンが存在している。（１）式の反応に基づいて形成されたフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜（第２試験片に形成された皮膜）、及びこのマグネタイト皮膜をＮＷＣ条件で処理して得られた皮膜（第１試験片に形成された皮膜）のラマンスペクトルを、図５に示す。第２試験片に形成された皮膜からはマグネタイトのみのピークが観察されたのに対して、ＮＷＣ条件の後処理を施して第１試験片に形成された皮膜からは、マグネタイトのピークだけでなくヘマタイトのピークも観察された。これは、マグネタイトに含まれる鉄（II）イオンが（２）式に示すように鉄（III）イオンへと酸化されてヘマタイトになったためと考えられる。
【００２０】
４Ｆｅ３Ｏ４＋Ｏ２→  ６Ｆｅ２Ｏ３          ……（２）
ヘマタイトの生成には酸素が必要であるため、マグネタイトのヘマタイト化では、酸素と接触し易いマグネタイト皮膜のごく表層の部分のみがヘマタイト化しているものと考えられる。
【００２１】
発明者らは、マグネタイトへのＣｏイオンの取り込みは、（３）式に示される化学反応のようにイオン交換反応によって行われると考えた。
【００２２】
Ｆｅ(III)[Ｆｅ(II)Ｆｅ(III)]Ｏ４＋Ｃｏ２＋  →  Ｆｅ(III)[Ｃｏ(II)Ｆｅ(III)]Ｏ４＋Ｆｅ２＋              ……（３）
一方、ヘマタイトへのＣｏイオンの取り込みは、（４）式の化学反応のように固相反応によって行われると発明者らは考えた。
【００２３】
Ｃｏ２＋＋２Ｈ２Ｏ  →  Ｃｏ（ＯＨ）２＋Ｈ＋              ……（４）
Ｆｅ２Ｏ３＋Ｃｏ(ＯＨ)２  →  Ｆｅ(III)[Ｃｏ(II)Ｆｅ(III)]Ｏ４＋Ｈ２Ｏ  ……（５）
（５）式の反応はコランダム型結晶構造を持つヘマタイトからスピネル型結晶構造を持つマグネタイトへの結晶構造変化を伴う反応であるのに対して、（３）式の反応は結晶構造変化を伴わない反応であり、（５）式の反応が（３）の反応よりも起こり難い。このため、ステンレス鋼材の表面に形成されたマグネタイト皮膜の表層がヘマタイト化した、ＮＷＣの条件で後処理を行って得られた皮膜は、この後処理を行っていないマグネタイト皮膜よりもＣｏの取り込みが抑制されると考えられる。
【００２４】
発明者らは、形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成する後処理（ＮＷＣ条件による処理）の条件を検討した。この結果、原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成するためには、フェライト皮膜の表面に接触させる水の腐食電位を−０．２Ｖ〜＋０．２Ｖの範囲内にする必要がある。−０．２Ｖ以上の腐食電位では、マグネタイトよりもヘマタイトが安定化する。従って、通常の水素注入条件である−０．５Ｖから水素注入量を減らして腐食電位を−０．２Ｖにすると、形成したフェライト皮膜中のマグネタイトがヘマタイトに化学変化する。−０．４Ｖ以上−０．２Ｖ未満の腐食電位の範囲では、ヘマタイトの形成が不完全である。通常の原子力プラントの運転では、＋０．２Ｖを超える腐食電位にはならない。
【００２５】
フェライト皮膜の表面に接触させる水の腐食電位を−０．２Ｖ〜＋０．２Ｖの範囲内に調節するためには、炉水への水素の注入量を調節するとよい。
【００２６】
好ましくは、−０．２Ｖ〜＋０．２Ｖの範囲内の腐食電位を有する水を原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触させる時間を、５０時間から５００時間の範囲に含まれる時間にすることが望ましい。フェライト皮膜の表面への水の接触時間を５０時間以上にした場合には、フェライト皮膜の表層部に形成されたヘマタイト皮膜の作用により、フェライト皮膜の溶解を抑制でき、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止することができた。また、フェライト皮膜の表面への水の接触時間を５００時間よりも長くした場合には、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止する効果を得ることができるが、ヘマタイト皮膜の形成時において原子力プラント構成部材の応力腐食割れを抑制する観点からは５００時間以下に短くした方がよい。
【００２７】
以上に述べた検討結果を反映した本発明の実施例を、以下に説明する。
【実施例１】
【００２８】
本発明の好適な一実施例である実施例１の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図１，図２及び図３を用いて説明する。本実施例は、原子力プラント構成部材の線量低減方法をＢＷＲプラントに適用した例である。
【００２９】
このＢＷＲプラントの概略構成を、図２を用いて説明する。ＢＷＲプラントは、原子炉１、タービン３、復水器４、再循環系、原子炉浄化系及び給水系等を備えている。原子炉格納容器１１内に設置された原子炉１は、炉心１３を内蔵する原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという）１２を有し、ＲＰＶ１２内にジェットポンプ１４を設置している。炉心１３には複数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。各燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は再循環ポンプ２１及びステンレス鋼製の再循環系配管２２を有し、再循環ポンプ２１が再循環系配管２２に設置されている。給水系は、復水器４とＲＰＶ１２を連絡する給水配管１０に、復水ポンプ５、復水浄化装置６、低圧給水加熱器８、給水ポンプ７及び高圧給水加熱器９を設置して構成される。水素注入装置１６が、復水浄化装置６と低圧給水加熱器８の間で給水配管１０に接続されている。原子炉浄化系は、再循環系配管２２と給水配管１０を連絡する浄化系配管２０に、浄化系ポンプ２４，再生熱交換器２５，非再生熱交換器２６及び炉水浄化装置２７を設置して構成される。浄化系配管２０は、再循環ポンプ２１より上流で再循環系配管２２に接続される。
【００３０】
ＲＰＶ１２内の冷却水（以下、炉水という）は、再循環ポンプ２１で昇圧され、再循環系配管２２を通ってジェットポンプ１４のノズル（図示せず）からジェットポンプ１４のベルマウス（図示せず）内に噴出される。ノズルの周囲に存在する炉水も、ノズルから噴出される噴出流の作用により、ベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ１４から吐出された炉水は、炉心１３に供給され、燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された炉水の一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶ１２から主蒸気配管２を通ってタービン３に導かれ、タービン３を回転させる。タービン３に連結された発電機（図示せず）が回転され、電力が発生する。タービン３から排出された蒸気は、復水器４で凝縮され、水になる。
【００３１】
この水は、給水として、給水配管１０を通りＲＰＶ１２内に供給される。給水配管１０を流れる給水は、復水ポンプ５で昇圧され、復水浄化装置６で不純物が除去され、給水ポンプ７でさらに昇圧され、低圧給水加熱器８及び高圧給水加熱器９で加熱される。抽気配管１５で主蒸気配管２，タービン３から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器８及び高圧給水加熱器９にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。
【００３２】
再循環系配管２２内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ２４の駆動によって浄化系配管２０内に流入し、炉水浄化装置２７で浄化される。浄化された炉水は、浄化系配管２０及び給水配管１０を経てＲＰＶ１２内に戻される。
【００３３】
ＢＷＲプラントは、１つの運転サイクルでの運転が終了した後に停止される。この運転停止後に、ＢＷＲプラントに対して定期検査が実施される。この定期検査が終了した後、ＢＷＲプラントが再度起動される。この定期検査の期間中において、炉心１３内の一部の燃料集合体が新燃料集合体と交換される。すなわち、炉心内の一部の燃料集合体が、使用済燃料集合体としてＲＰＶ１２から取り出され、燃焼度ゼロの新たな燃料集合体が炉心１３に装荷される。
【００３４】
ＢＷＲプラントの運転が停止されている定期検査の期間中において、ＲＰＶ１２に接続された配管系（例えば、再循環系配管２２及び浄化系配管２０等）の炉水と接する内面へのフェライト皮膜の形成が行われる。このフェライト皮膜の形成には、仮設の設備である皮膜形成装置３０が用いられる。皮膜形成装置３０の循環配管３５が、ＢＷＲプラントの運転が停止された後、皮膜形成対象である、例えば、再循環系配管２２に接続される。皮膜形成装置３０は、フェライト皮膜の形成後、具体的には、フェライト皮膜の形成に使用した溶液の処理が終了した後、ＢＷＲプラントの運転開始前に再循環系配管２２から取り外される。皮膜形成装置３０は、ＢＷＲプラントの運転が停止されている間で、再循環系配管２２の内面に形成した放射性核種を含む酸化皮膜の溶解除去、及び酸化皮膜溶解除去後の配管表面へのフェライト皮膜の形成、及びこの皮膜の形成に使用された溶液（廃液）の処理に用いられる。
【００３５】
皮膜形成装置３０の詳細な構成を、図３を用いて説明する。皮膜形成装置３０は、サージタンク３１，循環配管３５，鉄（II）イオン注入装置１００，酸化剤注入装置１０１，ｐＨ調整剤注入装置１０２，フィルタ５４，分解処理装置６７及びカチオン交換樹脂塔６３，混床樹脂塔６５を備えている。開閉弁５０，循環ポンプ５１，弁５２，加熱器５６，弁５８，５９，６０，サージタンク３１，循環ポンプ３２，弁３３及び開閉弁３４が、上流よりこの順に循環配管３５に設けられている。
【００３６】
配管６９が、弁５２をバイパスするように両端で循環配管３５に接続される。配管６９には、弁５３及びフィルタ５４が設けられる。加熱器５６及び弁５８をバイパスする配管７０の両端が循環配管３５に接続される。冷却器６１及び弁６２が配管７０に設置される。両端が循環配管３５に接続されて弁５９をバイパスする配管７１に、カチオン交換樹脂塔６３及び弁６４が設置される。両端が配管７１に接続されてカチオン交換樹脂塔６３及び弁６４をバイパスする配管７２に、混床樹脂塔６５及び弁６６が設置される。弁６８及び分解処理装置６７が設置される配管７３が、弁６０をバイパスして循環配管３５に接続される。分解処理装置６７は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。弁３６及びエゼクタ３７が設けられる配管７４が、弁３３と循環ポンプ３２の間で循環配管３５に接続され、さらに、サージタンク３１に接続される。化学除染の対象となる配管（例えば、再循環系配管２２）の内面の汚染物を酸化溶解するための過マンガン酸、さらには配管内の汚染物を還元溶解するためのシュウ酸をサージタンク３１内に供給するためのホッパ（図示せず）がエゼクタ３７に設けられている。化学除染の対象となる配管は、皮膜形成対象の配管（例えば、再循環系配管２２）である。
【００３７】
鉄（II）イオン注入装置１００は、薬液タンク４７，弁４１，注入ポンプ４４及び注入配管７５を有する。薬液タンク４７は、注入ポンプ４４及び弁４１が設けられた注入配管７５によって循環配管３５に接続される。薬液タンク４７は、鉄をギ酸で溶解して調製した２価の鉄（II）イオンを含む薬剤（第１の薬剤）が充填されている。この薬剤はギ酸も含んでいる。なお、鉄を溶解させる薬剤としては、ギ酸に限らず、鉄（II）イオンの対アニオンとなる有機酸または炭酸を用いることができる。
【００３８】
酸化剤注入装置１０１は、薬液タンク４８，注入ポンプ４５，弁４２及び注入配管７６を有する。薬液タンク４８は、注入ポンプ４５及び弁４２が設置された注入配管７６によって循環配管３５に接続されている。薬液タンク４８には、酸化剤（第２の薬剤）である過酸化水素が充填されている。
【００３９】
ｐＨ調整剤注入装置１０２は、薬液タンク４０，注入ポンプ３９，弁３８及び注入配管７７を有する。薬液タンク４０は、注入ポンプ３９及び弁３８が設置された注入配管７７によって循環配管３５に接続される。薬液タンク４０はｐＨ調整剤（第３の薬剤）であるヒドラジンを充填する。
【００４０】
弁５７を設けた配管７８が、注入配管７６に接続され、さらに、分解処理装置６７の上流で配管７３に接続される。サージタンク３１は、最初に、処理に用いられる水が充填されている。薬液タンク４７及びサージタンク３１には、それぞれの内部に存在する溶液に含まれる酸素を除去するために、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスをその溶液内にバブリングする不活性ガス注入装置（図示せず）を接続することが好ましい。
【００４１】
酸化剤注入装置１０１の注入配管７６と循環配管３５の第２接続点、及びｐＨ調整剤注入装置１０２の注入配管７７と循環配管３５の第３接続点は、鉄（II）イオン注入装置１００の注入配管７５と循環配管３５の第１接続点よりも下流に配置され、皮膜形成対象箇所にできるだけ近い位置に配置することが好ましい。このように、皮膜形成装置３０の配管系統が構成されているので、循環配管３５に鉄（II）イオンを注入した後、酸化剤注入装置１０１及びｐＨ調整剤注入装置１０２を起動することによって、循環配管３５内の鉄（II）イオンを含む水溶液に酸化剤及びｐＨ調整剤を添加することができる。
【００４２】
分解処理装置６７は、鉄（II）イオンの対アニオンとして使用する有機酸（例えば、ギ酸）、及びｐＨ調整剤であるヒドラジンを分解する。つまり、鉄（II）イオンの対アニオンとしては、廃棄物量の低減化を考慮して水や二酸化炭素に分解できる有機酸、または気体として放出可能で廃棄物を増やさない炭酸を用いている。
【００４３】
皮膜形成装置３０を用いて再循環系配管２２内にフェライト皮膜を形成し、その後、形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成する、本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法では、図１に示された各工程が実行される。本実施例におけるＢＷＲプラント構成部材の、炉水と接触する表面へのフェライト皮膜の形成は、ＢＷＲプラントの運転を停止した後の、例えば、ＢＷＲプラントの定期検査（保守点検）の期間内で行われる。
【００４４】
皮膜形成装置３０を皮膜形成対象の配管系に接続する（ステップＳ１）。ＢＷＲプラントが定期検査のために停止された後、前述したように、循環配管３５が、皮膜形成対象の、例えば、再循環系配管２２に接続される。再循環系配管２２に接続された浄化系配管２０には弁２３が設けられている。この弁２３のボンネットを開放して浄化系配管２０の炉水浄化装置２７側を閉鎖する。弁２３のフランジに循環配管３５の一端を接続する。循環配管３５の他端は、再循環ポンプ２１よりも下流で再循環系配管２２、例えば、再循環系配管２２に接続された枝管（ドレン配管または計装配管などを切り離した枝管）に接続される。このようにして、皮膜形成装置３０が再循環系配管２２に接続される。
【００４５】
皮膜形成対象の配管系の内面に対して化学除染を実施する（ステップＳ２）。運転されたＢＷＲプラントの、炉水と接触する、再循環系配管２２の内面には、放射性核種を取り込んだ酸化皮膜（汚染物）が形成されている。このため、運転を経験したＢＷＲプラントでは、配管系の内面にフェライト皮膜を形成する前に、配管系の内面に形成された、放射性核種を取り込んだ酸化皮膜（汚染物）を、除去することが好ましい。皮膜形成対象の配管系へのフェライト皮膜の形成はその配管系への放射性核種の付着抑制を目的とするものであるが、事前にその酸化皮膜を除去することは、形成されたフェライト皮膜が放射性核種を取り込んだ酸化皮膜を覆うことを防ぎ、配管系の線量を低減させることになる。本実施例では、配管系の内面に形成された、放射性核種を取り込んだ酸化皮膜の除去が、化学除染により行われる。フェライト皮膜を形成する前に皮膜形成対象の金属部材の表面が露出されていればよいので、化学除染の替りに機械的な除染処理を適用することも可能である。
【００４６】
ステップＳ２で実施する化学除染は、公知の方法（特開２０００−１０５２９５号公報参照）であるが、簡単に説明する。まず、開閉弁５０，弁５２，５８，５９，６０及び３３、及び開閉弁３４を開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ３２，５１を起動して、皮膜形成対象である再循環系配管２２内にサージタンク３１内の水を循環させる。そして、加熱器５６によって加熱して、循環する水の温度を約９０℃まで昇温させる。エゼクタ３７に連絡されたホッパから供給された過マンガン酸カリウムが、弁３６を開くことによって配管７４内を流れる水により、サージタンク３１内に供給される。サージタンク３１内で、過マンガン酸カリウムにより酸化除染液が生成される。この酸化除染液は、循環配管３５を通って再循環系配管２２内に供給され、再循環系配管２２の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物を溶解する。このようにして、再循環系配管２２の内面の酸化除染が行われる。
【００４７】
酸化除染終了後、酸化除染液に残留する過マンガン酸イオンは、上記のホッパからサージタンク３１に注入されるシュウ酸によって分解される。サージタンク３１内にシュウ酸を供給することによって還元除染液が生成される。還元除染液のｐＨ調整のため、弁３８を開いて薬液タンク４０からヒドラジンを循環配管３５内に供給する。ヒドラジンを含む還元除染液が、循環ポンプ３２により再循環系配管２２内に供給され、再循環系配管２２の内面に形成されている酸化皮膜等の汚染物を還元溶解する。還元除染時に、弁６４を開くと共に弁５９の開度を調整し、還元除染液の一部をカチオン交換樹脂塔６３に導く。再循環系配管２２の内面から還元除染液中に溶出してきた金属陽イオンが、カチオン交換樹脂塔６３内のカチオン交換樹脂に吸着され、除去される。
【００４８】
還元除染の終了後、弁６８を開いて循環配管３５内を流れる還元除染液の一部を分解処理装置６７に供給する。分解処理装置６７は、薬液タンク４８から配管７８を通して供給される過酸化水素、及び活性炭触媒の作用によって還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンを分解する。シュウ酸及びヒドラジンの分解後、弁５８を閉じて加熱を停止し、除染液を冷却器６１で冷却して、例えば、６０℃まで低下させる。６０℃になった除染液が、弁６４を閉じて弁６６を開くことにより、混床樹脂塔６５に供給される。混床樹脂塔６５は、分解処理装置６７で分解されなかった、除染液に含まれる不純物を除去する。
【００４９】
皮膜形成対象箇所の表面にフェライト皮膜を形成する（ステップＳ３）。まず、上記の除染終了後で皮膜形成装置３０による最後の浄化運転が終了した後、以下の弁操作が行われる。弁５３を開いて弁５２を閉じ、フィルタ５４への通水を開始する。弁５９を開いて弁６６を閉じることにより、混床樹脂塔６５への通水を停止する。さらに、弁６２を閉じ、弁５８を開いて加熱器５６によって循環配管３５内の水を所定温度まで加熱する。皮膜形成対象である再循環系配管２２に供給される皮膜形成水溶液の温度調整が行われる。弁５０，６０，３３，３４は開いており、弁３６，４１，３８，４２，５７，６２，６４，６６，６８は閉じている。加熱された皮膜形成水溶液は、循環配管３５及び再循環系配管２２により形成される閉ループの経路内を循環する。
【００５０】
フィルタ５４への通水は水中に残留している微細な固形物を除去するためである。この固形物が残留していると、皮膜形成対象箇所へのフェライト皮膜の形成の際に、その固形物の表面にもフェライト皮膜が形成され、薬剤が無駄に使用されることになる。上記の固形物の除去によって、皮膜形成水溶液（皮膜形成液）に含まれる薬剤を有効に使用できる。フィルタ５４への通水を除染中に実施した場合には、溶解した高い放射能の放射性核種を含む固形物によってフィルタ５４の線量率が高くなりすぎる恐れがある。このため、フィルタ５４への通水は除染終了後に行う。上記固形物の除去が終了した時点で、弁５２を開いて弁５３を閉じる。
【００５１】
皮膜形成水溶液の上記の所定温度は、１００℃程度が好ましいが、これに限られない。要は原子炉の運転時に炉水に含まれる放射性核種が、皮膜形成対象箇所に生成されるフェライト皮膜に取り込まれない程度に、その皮膜の結晶等の膜構造が緻密に形成できればよいのである。したがって、皮膜形成水溶液の温度は少なくとも２００℃以下が好ましく、下限は常温（２０℃）でもよいが、フェライト皮膜の生成速度が実用範囲になる６０℃以上が好ましい。１００℃以上では皮膜形成水溶液の沸騰を抑制するため、加圧しなければならず仮設設備の耐圧性が要求されるようになり設備が大型化するため好ましくない。皮膜形成水溶液の温度が２００℃以下であるので、皮膜形成対象の配管系、例えば、再循環系配管２２の炉水と接触する内面に緻密なフェライト皮膜を形成することができる。
【００５２】
皮膜形成対象箇所にフェライト皮膜を形成させるためには、鉄（II）イオンが皮膜形成対象箇所の金属部材の表面（例えば、再循環系配管２２の内面）に吸着される必要がある。しかし、皮膜形成水溶液に含まれる鉄（II）イオンは、（６）式に基づいて溶存酸素により鉄（III）イオンに酸化される。鉄（III）イオンは、鉄（II）イオンに比べて溶解度が低いため、（７）式の反応により水酸化第二鉄として析出してしまい、フェライト皮膜の形成に寄与しなくなってしまう。そこで、皮膜形成水溶液中の溶存酸素を除去するため、上記したように、不活性ガスのバブリングまたは真空脱気を行うことが好ましい。
【００５３】
４Ｆｅ２＋＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ  →  ４Ｆｅ３＋＋４ＯＨ−        ……（６）
Ｆｅ３＋＋３ＯＨ−  →  Ｆｅ（ＯＨ）３                    ……（７）
循環配管３５内を循環する水の温度が所定温度に達した後、鉄（II）イオンを含む薬剤（水溶液）を循環配管３５内に注入する。すなわち、弁４１を開いて注入ポンプ４４を駆動し、鉄をギ酸で溶解して調製して得られた鉄（II）イオン及びギ酸を含む薬剤を、薬液タンク４７から循環配管３５内を流れる皮膜形成水溶液に注入する。酸化剤である過酸化水素を循環配管３５内に注入する。すなわち、弁４２を開いて注入ポンプ４５を駆動することにより、薬液タンク４８内の過酸化水素が、注入配管７６を通して、循環配管３５内を流れる、鉄（II）イオンを含む皮膜形成水溶液に注入される。過酸化水素は、皮膜形成対象箇所の金属部材の表面（再循環系配管２２の内面）に吸着された鉄（II）イオン、及び皮膜形成水溶液内の鉄（II）イオンを、鉄（III）イオンに酸化する。後者の鉄（II）イオンが鉄（III）イオンに酸化されることにより、皮膜形成水溶液は鉄（II）イオン及び鉄（III）イオンを含むことになる。続いて、ｐＨ調整剤であるヒドラジンを循環配管３５内へ注入する。すなわち、弁３８を開いて注入ポンプ３９を駆動することによって、薬液タンク４０内のヒドラジンが、注入配管７７を通って、循環配管３５内を流れる、鉄（II）イオン、鉄（III）イオン及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液（皮膜形成液）に注入される。ヒドラジンが、皮膜形成水溶液のｐＨを５．５〜９．０の範囲内にするように注入される。皮膜形成水溶液のｐＨが５．５〜９．０の範囲内に調節されるので、鉄（II）イオン及び鉄（III）イオンからフェライトの一種であるマグネタイトが、再循環系配管２２の内面に形成される。マグネタイトは、（８）式に示す反応により、鉄（II）イオンと鉄（III）イオンが反応して生成される。
【００５４】
Ｆｅ２＋＋２Ｆｅ３＋＋２Ｈ２Ｏ  →  Ｆｅ(III)［Ｆｅ(II)Ｆｅ(III)］Ｏ４  ＋  ８Ｈ＋                ……（８）
なお、（１）式はＦｅ３＋の生成過程をまとめて示したものである。
【００５５】
この皮膜形成水溶液が循環配管３５を通って再循環系配管２２に供給される。皮膜形成水溶液と接触する再循環系配管２２の内面全面でマグネタイト皮膜の生成反応が生じ、その全面にフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜が形成される。制御装置（図示せず）は、ｐＨ計７９によって計測された処理液のｐＨ計測値に基づいて注入ポンプ３９の回転速度を制御し、再循環系配管２２内に注入するヒドラジンの注入量を調整する。この制御によって、皮膜形成水溶液のｐＨが上記の範囲内に調節される。本実施例では、皮膜形成水溶液のｐＨが７．０に調節される。
【００５６】
循環ポンプ３２，５１が駆動されているので、ヒドラジン、鉄（II）イオン及び過酸化水素を含むｐＨが７．０である皮膜形成水溶液が、循環配管３５により、開閉弁３４を介して給水配管１０内に供給される。この皮膜形成水溶液が、再循環系配管２２内を流れて、循環配管３５の開閉弁５０側へと戻される。戻された皮膜形成水溶液に、鉄（II）イオン及びギ酸を含む薬剤が薬液タンク４７から、過酸化水素が薬液タンク４８から、ヒドラジンが薬液タンク４０からそれぞれ注入される。この皮膜形成水溶液が再び再循環系配管２２内に導かれる。
【００５７】
皮膜形成対象の配管系の内面へのフェライト皮膜の形成が完了したかの判定が行われる。この判定は、フェライト皮膜の形成処理開始、すなわち、鉄（II）イオン及びギ酸を含む薬剤の注入が開始されて酸化剤及びｐＨ調整剤の注入が開始された後の経過時間で行われる。この経過時間が再循環系配管２２の内面に所定の厚みのフェライト皮膜を形成するのに要する時間になるまでの間は、フェライト皮膜の形成が完了したかの判定は「ＮＯ」になる。この場合には、再循環系配管２２の内面へのフェライト皮膜の形成が引き続き行われる。その判定が「ＹＥＳ」になったとき、注入ポンプ３９，４４及び４５を停止し（または弁３８，４１及び４２を閉じ）て各薬剤の、循環している皮膜形成水溶液への注入を停止する。これによって、再循環系配管２２の内面へのフェライト皮膜の形成作業が終了する。
【００５８】
配管系の内面へのフェライト皮膜の形成作業が終了したとき、皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が実施される（ステップＳ４）。再循環系配管２２の内面へのフェライト皮膜の形成に使用された皮膜形成水溶液は、フェライト皮膜の形成が終了した後においても、ヒドラジン及び有機酸であるギ酸を含んでいる。皮膜形成水溶液に含まれたヒドラジン及びギ酸は、還元除染剤であるシュウ酸の分解と同様に、分解処理装置６７で分解される。薬剤の分解処理では、弁６０，６８の開度を調整し、循環配管３５内の皮膜形成水溶液の一部を分解処理装置６７に供給する。弁５７を開くことにより、過酸化水素が、薬液タンク４８から配管７８を通して分解処理装置６７に供給される。ヒドラジン及びギ酸は、分解処理装置６７内で過酸化水素及び活性炭触媒の作用により分解される。ギ酸は（９）式の反応により二酸化炭素と水に、ヒドラジンは（１０）式の反応により窒素と水にそれぞれ分解する。
【００５９】
薬剤の分解を実行している期間において、皮膜形成水溶液は、循環ポンプ３２，５１の駆動によって循環配管３５の一端から再循環系配管２２の一端に供給され、再循環系配管２２内を通って循環配管３５の他端に戻される。
【００６０】
ＨＣＯＯＨ＋Ｈ２Ｏ２  →  ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ                ……（９）
Ｎ２Ｈ４＋２Ｈ２Ｏ２  →  Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ                    ……（１０）
分解処理装置６７に皮膜形成水溶液を供給する前に、弁５３を開けて弁５２を閉じ、皮膜形成水溶液をフィルタ５４に供給する。皮膜形成水溶液に含まれたマグネタイト粒子がフィルタ５４によって除去される。マグネタイト粒子の除去後、弁５９，６４の開度を調整して皮膜形成水溶液の一部をカチオン交換樹脂塔６３に供給する。皮膜形成水溶液に含まれる鉄（II）イオン及びヒドラジニウムイオンがカチオン交換樹脂塔６３によって除去される。皮膜形成水溶液に含まれているギ酸及びカチオン交換樹脂塔６３で除去し切れなかったヒドラジンの分解は、前述したように、分解処理装置６７を用いて行われる。
【００６１】
ヒドラジン及びギ酸を混床樹脂塔６５で処理することもできるが、イオン交換樹脂の廃棄物が増えてしまうので、これらの物質は分解処理装置６７で分解処理するのが好ましい。ヒドラジンとギ酸ではギ酸の方が分解し難いので、分解処理装置６７による薬剤の分解がある程度進むと、循環している皮膜形成水溶液のｐＨが低下し始める。この皮膜形成水溶液のｐＨが４以下になると、再循環系配管２２の内面に形成したフェライト皮膜が溶解する可能性が生じる。このため、ｐＨ計７９で計測されたｐＨの値が４以下にならないように、弁３８を開けて注入ポンプ３９を起動し、薬液タンク４０内のヒドラジンを皮膜形成水溶液に注入する。
【００６２】
ギ酸とヒドラジンが共存した水溶液に含まれるギ酸及びヒドラジンを、触媒及び過酸化水素を用いて分解すると、両者の分解が同時には進むが、ヒドラジンの方が分解し易いためにヒドラジンが先に全て分解される。このため、皮膜形成水溶液中にギ酸が残ってこの水溶液のｐＨが低下する。ｐＨが４を下回ると、形成されたフェライト皮膜が溶解するので、上記したように、ギ酸の分解を継続しながらｐＨが４を下回らないようにヒドラジンを添加する。ヒドラジンを注入しながら残留したギ酸、及び注入したヒドラジンの分解を進めると、ギ酸の濃度も徐々に低下するので、ｐＨ４を維持する、水溶液中のヒドラジンの量が少なくなる。ギ酸の濃度が少なくなると、水溶液にヒドラジンを注入しなくても水溶液のｐＨが４以上を維持される。このようにして、ギ酸及びヒドラジンが分解される。
【００６３】
なお、触媒を用いた分解処理装置６７の替りに紫外線照射装置を用いることも可能である。紫外線照射装置も、酸化剤の存在下でヒドラジン，ギ酸及びシュウ酸を分解することができる。
【００６４】
ヒドラジン及びギ酸を分解処理装置６７で上記のように気体及び水に分解することによって、カチオン交換樹脂塔６４によるヒドラジン、及び混床樹脂塔６５によるギ酸の除去を大幅に低減できるので、これらのイオン交換樹脂の廃棄物量を著しく低減できる。
【００６５】
皮膜形成装置の、皮膜形成対象の配管系からの取り外しを行う（ステップＳ５）。皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が終了した後、再循環系配管２２に連絡されている循環配管３５の両端が、浄化系配管２０、及び再循環系配管２２に接続された枝管から取り外される。浄化系配管２０に設けられたバルブ２８、及びその枝管等が元通りに復旧される。これにより、ＢＷＲプラントの運転が開始できる状態になる。再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜は、ＢＷＲプラントの起動まで、そのままの状態に保たれる。
【００６６】
ＢＷＲプラントの定期検査が終了した後、ＢＷＲプラント起動の準備が進められる。再循環ポンプ２１が起動されて、再循環系配管２２には炉水が循環され、ジェットポンプ１４から吐出された炉水が炉心１３に供給される。ＢＷＲプラントの起動時における復水器真空度、炉水温度、及び原子炉圧力の変化を図６に示す。ＢＷＲプラント起動前に復水器４の真空度を上昇させる。復水器４の真空度の上昇は、復水器４に接続されたオフガス系（図示せず）に設けられた空気抽出器（図示せず）により行われる。さらに、主蒸気配管２に設けられた主蒸気隔離弁を全開にし、主蒸気配管２と復水器４を接続するタービンパス配管（図示せず）に設けられたバイパス弁を開いて炉水の脱気を行い、炉水の溶存酸素濃度を０．２ｐｐｍ程度まで低下させる。
【００６７】
その後、原子炉を起動する（ステップＳ６）。中央制御室に設置された操作盤に設けられた原子炉モードスイッチが起動に入れられ、炉心１３に挿入された複数の制御棒（図示せず）が順番に引き抜かれる。原子炉１のある運転サイクルにおける運転が開始される。やがて、原子炉１が臨界に達する（ステップＳ７）。炉心１３に装荷された各燃料集合体に含まれた核燃料物質が核分裂を起こし、炉水の核加熱が開始される。原子炉の昇温昇圧が行われる（ステップＳ８）。この昇温昇圧工程では、制御棒が炉心からさらに引き抜かれて核燃料物質の核分裂が増大し、炉水の温度が上昇して蒸気が発生する。昇温昇圧工程により、原子炉圧力が定格圧力まで上昇し、炉水温度も定格温度（例えば、２８０℃）まで上昇する。炉心１３では核燃料物質の核分裂によって中性子線及びガンマ線が発生する。中性子線及びガンマ線は炉水の放射線分解を誘発して、炉水中に過酸化水素及び酸素を生じさせる。昇温昇圧工程が終了した後、制御棒の引き抜き、及び炉心流量の増大によって、原子炉出力が定格出力（１００％出力）まで、上昇される。
【００６８】
本実施例では、炉水温度が定格温度に到達した後、炉水に水素（還元剤）を注入しない状態を、５００時間、継続する（ステップＳ９）。この期間において、原子炉出力は、定格出力まで上昇し、原子炉停止するまで定格出力に保持される。上記の５００時間の期間では、ＲＰＶ１２内の炉水に水素が注入されないので、原子炉１はＮＷＣ条件で運転される。このＮＷＣ条件での運転期間では、炉水の放射線分解で発生した過酸化水素及び酸素等の酸化性化学種は、再循環ポンプ２１が駆動されているので、高温の定格温度になっている炉水と共に再循環系配管２２内に流入する。
【００６９】
酸化性化学種を含む高温の炉水は、再循環系配管２２内を流れるとき、ステップＳ３により再循環系配管２２の内面に形成されているフェライト皮膜（例えば、マグネタイト皮膜）に接触する。２８０℃の高温環境で酸化性化学種がフェライト皮膜の表面に接触することにより、このフェライト皮膜を構成するマグネタイトに含まれる鉄（II）イオンが酸化される。この結果、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表層にヘマタイトが徐々に形成される。昇温昇圧工程で炉水が定格温度に到達してから５００時間が経過するまで、ＮＷＣ条件での原子炉１の運転が継続される。このため、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表層にヘマタイト皮膜が形成される。このヘマタイト皮膜が、フェライト皮膜の全表面を覆うように、形成される。
【００７０】
炉心における放射線による水の放射線分解で生じる酸素、及び過酸化水素によって、炉水の腐食電位は＋０．２Ｖになる。発生した酸化剤を消費するために炉水に水素を注入した場合には、腐食電位は＋０．２Ｖ未満になる。この水素注入を停止すると（ＮＷＣ条件で）、腐食電位は＋０．２Ｖになる。
【００７１】
水素注入を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ９での５００時間に及ぶＮＷＣ条件での原子炉１の運転が終了したとき、水素注入装置１６から給水配管１０内を流れる給水に、水素（還元剤）を注入する。この水素注入によって、原子炉１はＨＷＣ条件で運転されることになる。給水配管１０を流れる、水素を含む給水がＲＰＶ１２内に供給される。注入された水素が、炉水に含まれる酸素と反応して水を生成する。このため、ＲＰＶ１２内の炉水の溶存酸素濃度が低下し、炉水の腐食電位が低下する。炉水と接触する、原子力プラント構成部材の応力腐食割れを抑制することができる。構成部材の腐食電位を目標電位以下に低下させるように、炉水への水素注入が行われる。
【００７２】
水素注入が開始された後、ＢＷＲプラントの定格運転が継続して行われる（ステップＳ１１）。炉水への水素注入は、運転サイクルの終了時まで継続して行われる。運転サイクルの終了時になったとき、原子炉１が停止される（ステップＳ１２）。なお、水素注入は、運転サイクルの途中で中断することもあるが、構成部材の応力腐食割れ対策のためは、できるだけ長い期間に亘って行われる。
【００７３】
本実施例によれば、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表面がヘマタイト皮膜で覆われているので、再循環配管２２内を流れる炉水が、フェライト皮膜の表面と接触しなく、ヘマタイト皮膜の表面と接触する。このため、フェライト皮膜が炉水と接触しないので、フェライト皮膜の溶解、再析出が生じなく、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止することができる。このため、再循環系配管２２の線量をさらに低減することができる。ヘマタイトはフェライトよりも水に対する溶解度が低いため、炉水と接触するヘマタイト皮膜への放射性核種の取り込みが著しく抑制される。
【００７４】
さらに、本実施例は、ヘマタイト皮膜が炉水に接触しているので、炉水に含まれるＣｏ−６０等の放射性核種の再循環系配管２２の内面（具体的には、ヘマタイト皮膜の表面）への付着を著しく抑制することができる。
【００７５】
本実施例では、鉄（II）イオン、及び鉄（II）イオンを鉄（III）イオンに酸化する酸化剤を含むｐＨが５．５〜９．０の範囲内にある皮膜形成水溶液（皮膜形成液）を、好ましくは、６０℃〜１００℃の範囲内の温度に調節して、皮膜形成対象である配管（例えば、再循環系配管２２）の内面に接触させるので、その配管の内面に緻密なフェライト皮膜を形成することができる。
【００７６】
本実施例では、再循環系配管２２の内面に形成したフェライト皮膜の表層部をヘマタイトに変えているので、フェライト皮膜自身に取り込まれるＣｏ−６０の付着量を低減することができる。さらに、本実施例では、再循環系配管２２の内面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜の表層部をヘマタイト皮膜にしているので、ヘマタイト皮膜を形成が可能になる。このことは、化学除染を行わない新設のＢＷＲプラントでも言えることである。
【００７７】
本実施例では、ヘマタイト皮膜を、炉水温度が定格温度に達した後で且つ炉水への水素注入を行う前で、酸化性化学種を含む炉水をフェライト皮膜の表面に接触させることによって形成しているので、フェライト皮膜自身に取り込まれるＣｏ−６０の付着量を低減することができる。
【００７８】
本実施例では、水素注入装置１６を給水配管１０に接続しているが、水素注入装置１６を浄化系配管２０に接続してもよい。この場合には、浄化系配管２０内に水素が注入され、この水素が浄化系配管２０及び給水配管１０を介してＲＰＶ１２内の炉水に注入される。
【００７９】
皮膜形成装置３０の循環配管３５の両端を浄化系配管２０に接続し、ＢＷＲプラントの運転停止期間において、浄化系配管２０の内面にフェライト皮膜を形成してもよい。浄化系配管２０の内面にフェライト皮膜が形成された後、循環配管３５の両端を浄化系配管２０から取り外して、ＢＷＲプラントの運転を開始する。ステップＳ９において、炉水が定格温度になった状態で且つ水素を炉水に注入しない状態で、５００時間、原子炉の運転を継続する。この期間において、酸化性化学種を含む炉水が浄化系配管２０の内面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触され、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成される。この浄化系配管２０においても、再循環系配管２２で得られる上記の各効果を得ることができる。
【００８０】
新設のＢＷＲプラントに対しても、このＢＷＲプラントの運転開始前に、再循環系配管２２及び浄化系配管２０の少なくとも一方の内面にフェライト皮膜を形成することができる。しかしながら、新設のＢＷＲプラントの運転開始前では、再循環系配管２２及び浄化系配管２０の各内面に放射性核種が付着していない。このため、それらの配管の内面にフェライト皮膜を形成する場合には、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４及びＳ５の各工程が実施され、ステップＳ２の化学除染は実施されない。新設のＢＷＲプラントの最初の運転サイクルにおいてステップＳ６の原子炉起動が行われ、ステップＳ７〜Ｓ１２の各操作が引き続き行われる。ステップＳ９において、新設のＢＷＲプラントの再循環系配管２２及び浄化系配管２０の少なくとも一方の内面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成される。
【実施例２】
【００８１】
本発明の他の実施例である実施例２の原子力プラント構成部材の線量低減方法を説明する。
【００８２】
発明者らは、フェライト皮膜を表面に形成した試験片を用いて、ＮＷＣ条件でヘマタイト皮膜を形成するための、試験片の高温水への浸漬時間と、試験片へのＣｏ−６０付着量の関係を調べる実験を行った。この実験結果を図７に示している。図７の横軸は、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成するために、試験片をＮＷＣ条件の２８０℃の高温水に浸漬した時間を示している。図７の縦軸はＣｏ−６０の付着量を示している。図７に示すひし形の印では、０．２Ｖの腐食電位を有するＮＷＣ条件の高温水に、フェライト皮膜を表面に形成した試験片を２００時間または５００時間浸漬させ、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した試験片を用いている。２つのひし形の印では、ヘマタイト皮膜を形成する際におけるそれぞれの試験片の浸漬時間が異なっている。図７に示す黒丸の印では、昇温昇圧時に水素注入を行った場合を想定しており、２８０℃に到達してから１２時間が経過するまではＨＷＣ条件の−０．５Ｖの高温水に上記試験片を浸漬させ、その後、水素注入を行い且つ数ｐｐｂ程度の過酸化水素が残っている条件を模擬した−０．２Ｖの腐食電位を有する高温水に、５０時間、浸漬させてフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した試験片を用いている。フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した各試験片を、ＨＷＣ条件を満足してＣｏ−６０を含んでいる２８０℃の高温水に５００時間浸漬させたとき、試験片ごとに付着したＣｏ−６０の量を調べた。試験片に計測したＣｏ−６０付着量が図７の縦軸にプロットされている。
【００８３】
腐食電位−０．２Ｖの高温水に５０時間浸漬させてフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した試験片でも、Ｃｏ−６０の付着量が約１７％軽減されることが確認された。次に、この腐食電位−０．２Ｖの高温水に５０時間浸漬させてヘマタイト皮膜の形成処理を施した試験片について、レーザーラマンスペクトルを測定した。この測定結果を図８に示す。図８から明らかであるように、マグネタイトを示す６６０ｃｍ−１付近のピークと共に、２２６ｃｍ−１、２９３ｃｍ−１、４１４ｃｍ−１及び６１６ｃｍ−１のヘマタイトを示すそれぞれのピークが観察された。したがって、腐食電位−０．２Ｖの高温水、及び水素注入条件よりも少し高い腐食電位を有する高温水に５０時間浸漬させた各試験片でもマグネタイト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成されることが分かった。
【００８４】
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法は、上記の検討結果を反映している。本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法では、実施例１におけるステップＳ１〜Ｓ８及びＳ１０〜Ｓ１２を実施し、実施例１におけるステップＳ９を５００時間継続から５０時間継続に変更している。
【００８５】
ＢＷＲプラントの運転が停止された後、実施例１と同様に、皮膜形成装置３０の循環配管３５の両端が再循環系配管２２に連絡される。この状態で、ステップＳ２〜Ｓ４の各処理が行われ、ステップＳ５で皮膜形成装置３０の循環配管３５の両端と再循環系配管２２の連絡が解除される。ステップＳ３で再循環系配管２２の内面にフェライト皮膜が形成される。新設のＢＷＲプラントの配管系の内面にフェライト皮膜を形成する場合には、ステップＳ２の化学除染は不要である。
【００８６】
循環配管３５の両端と再循環系配管２２の連絡が解除された後、ステップＳ６で原子炉が起動される。ステップＳ７，Ｓ８の操作が行われ、ステップＳ９では、炉水温度が定格温度に到達した後、炉水に水素を注入しない状態が、５０時間、継続される。この５０時間の期間において、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成される。上記の５０時間が経過した時点で、構成部材である再循環系配管２２の腐食電位が、目標食電位、例えば、−０．５Ｖまで低下するように、ステップＳ１０において水素注入装置１６から給水配管１０に水素を注入する。
【００８７】
本実施例では、実施例１で生じた各効果を得ることができる。
【実施例３】
【００８８】
本発明の他の実施例である実施例３の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図９を用いて説明する。
【００８９】
本実施例における原子力プラント構成部材の線量低減方法は、実施例１における原子力プラント構成部材の線量低減方法においてステップＳ１０の水素注入開始をステップＳ６の原子炉の起動とステップＳ７の原子炉の臨界の間で実施し、ステップＳ１３の水素注入の停止をステップＳ８の後に、ステップＳ１４の定格水素注入の開始をステップＳ９の後にそれぞれ実施する。このような本実施例は、実施例１で実施されたステップＳ１〜Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ７〜Ｓ９，Ｓ１１及びＳ１２をこの順番で行い、ステップＳ８とステップＳ９の間で新たなステップＳ１３を実施し、ステップＳ９とステップＳ１１の間で新たなステップＳ１４を実施する。実施例１と異なる部分を主に説明する。
【００９０】
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法が適用されるＢＷＲプラントでは、水素注入装置１６が、給水配管１０ではなく浄化系配管２０に接続されている。
【００９１】
ＢＷＲプラントの運転が停止された後、実施例１と同様に、皮膜形成装置３０の循環配管３５の両端が再循環系配管２２に連絡される。この状態で、ステップＳ２〜Ｓ４の各処理が行われ、ステップＳ５で皮膜形成装置３０の循環配管３５の両端と再循環系配管２２の連絡が解除されて皮膜形成装置３０が外される。ステップＳ３で再循環系配管２２の内面にフェライト皮膜が形成される。新設のＢＷＲプラントの配管系の内面にフェライト皮膜を形成する場合には、ステップＳ２の化学除染は不要である。
【００９２】
循環配管３５の両端と再循環系配管２２の連絡が解除された後、原子炉が起動される（ステップＳ６）。炉心１３に挿入されている複数の制御棒の炉心１３からの引き抜きが開始される。このときには、既に再循環ポンプ２１が駆動されており、ＲＰＶ１２内から吸引されて再循環ポンプ２１で昇圧された炉水が、この炉水に接触する内面にフェライト皮膜が形成された再循環系配管２２を通して、前述したように、ジェットポンプ１４のノズルに到達する。このノズルからジェットポンプ１４のベルマウス内に炉水が噴射され、ノズルの周囲の炉水もベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ１４から吐出された炉水が炉心１３に供給される。原子炉１が臨界になっていないので、炉心１３に供給された炉水は核加熱されていない。炉水は、再循環ポンプ２１の駆動によって発生する熱によって加熱され、約５０℃〜６０℃の温度になっている。
【００９３】
原子炉の起動と同時に、炉水に水素を注入する（ステップＳ１０）。水素注入装置１６から浄化系配管２０内に水素が注入される。原子炉１が起動されたときには、給水配管１０によるＲＰＶ１２への給水の供給は行われていないが、浄化系ポンプ２４が駆動されて浄化系配管２０内には炉水が流れている。注入された水素は、炉水と共に浄化系配管２０を通ってＲＰＶ１内に導かれる。
【００９４】
炉心１３からの制御棒の引き抜きが継続して行われることにより、原子炉１が臨界になる（ステップＳ７）。原子炉１の昇温昇圧が行われ（ステップＳ８）、原子炉圧力が低格圧力に、炉水温度が原子炉１の運転時における定格温度（例えば、２８０℃）に到達したとき、原子炉の昇温昇圧が終了する。水素注入装置１６からの水素注入は、昇温昇圧過程においても継続して行われている。原子炉の昇温昇圧が終了した後、原子炉出力が定格出力まで上昇される。
【００９５】
水素注入を停止する（ステップＳ１３）。炉水温度が原子炉１の運転時における定格温度まで上昇したとき、水素注入装置１６から浄化系配管２０への水素の注入を停止する。このため、ＲＰＶ１２内の炉水への水素注入が停止される。水素注入を停止してから、５００時間の間、炉水温度が定格温度に実質的に保持されて水素注入を行っていない状態で、原子炉１が運転される（ステップＳ９）。この期間において、ＮＷＣ条件での運転が行われ、炉水の放射線分解で発生した酸化性化学種を含む、腐食電位が＋０．２Ｖである炉水が、再循環系配管２２内を流れ、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触する。このため、実施例１と同様に、フェライト皮膜の表層部にヘマタイトが生成され、やがて、フェライト皮膜の表面全面を覆うヘマタイト皮膜が形成される。
【００９６】
ステップＳ１３の水素注入の停止から５００時間が経過した後、定格水素注入が開始される（ステップＳ１４）。ステップＳ１０の水素注入を行うときは昇温過程で炉水の温度が２８０℃よりも低い状態にあるのに対して、ステップＳ１４の定格水素注入では、炉水の温度が２８０℃になっている。本実施例が適用されるＢＷＲプラントでは、復水ポンプ５よりも上流で給水配管１０にも、浄化系配管２０に接続された水素注入装置１６とは別の水素注入装置１６が接続されている。ステップＳ１４の定格水素注入では、復水ポンプ５よりも上流で、水素注入装置１６から給水配管１０内に内に水素が注入され、ＲＰＶ１２内の炉水に水素が注入される。これにより、原子炉１はＨＷＣ条件で運転されることになる。復水ポンプ５よりも上流で給水配管１０内を流れる給水の温度が低く圧力も低いので、水素注入量の制御が容易である。ステップＳ１１で開始された水素注入は、本運転サイクルでの原子炉の運転が停止されるまで、継続される。この運転サイクルでの運転が終了したとき、原子炉１が停止される（ステップＳ１２）。
【００９７】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、原子炉の起動からＲＰＶ１２内の炉水に水素を注入することができるので、原子力プラント構成部材の応力腐食割れをさらに抑制することができる。
【００９８】
ＢＷＲプラントの起動により、炉内構造物等の原子力プラント構成部材は、起動時の約５０℃〜６０℃から昇温昇圧過程終了時の定格温度（２８０℃）まで温度が上昇する。この温度変化に伴う構成部材の熱膨張により、構成部材に応力が発生する。このため、原子力プラント構成部材の応力腐食割れ抑制対策の観点から、原子炉の起動直後から炉水に水素を注入する場合がある。しかしながら、原子炉の起動直後から炉水への水素注入を実施した場合には、再循環系配管２２の内面に形成したフェライト皮膜の表面が酸化される期間が得られなくなり、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成することができなくなる。そこで、本実施例では、原子炉の起動直後に炉水への水素注入を行う場合に、炉水の温度が定格温度に到達したとき、炉水への水素注入を停止することにより、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表面が酸化されてヘマタイトを生成する期間を設けるようにした。
【実施例４】
【００９９】
本発明の他の実施例である実施例４の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図１０及び図１１を用いて説明する。
【０１００】
本実施例における原子力プラント構成部材の線量低減方法は、実施例３における原子力プラント構成部材の線量低減方法において水素注入停止（ステップＳ１３）を腐食電位−０．２Ｖを実現するように水素注入量を調節（ステップＳ１５）に替え、ステップ９の５００時間を５０時間に変えたものである。実施例３と異なる部分を主に説明する。
【０１０１】
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法を実施するために、ＢＷＲプラントは、腐食電位センサー８０を再循環系配管２２に設置し、水素注入装置１６を、流量調節弁１７を介して浄化系配管２０に接続している。腐食電位センサー８０は制御装置１８に接続されている。
【０１０２】
実施例３では、炉水温度が定格温度まで上昇したときに炉水への水素の注入を停止し（ステップＳ１３）、この状態を５００時間継続している（ステップＳ９）。しかしながら、図７及び図８に示された特性によれば、炉水への水素注入を完全に停止せずとも、腐食電位が−０．２Ｖである状態を少なくとも５０時間継続することにより、Ｃｏ−６０の付着を抑制できる表層部がヘマタイト化したフェライト皮膜が得られること分かる。本実施例は、この新たな知見に基づいて得ることができた。
【０１０３】
運転を経験した既設のＢＷＲプラントでは、ステップＳ１〜Ｓ５の各作業が行われ、フェライト皮膜形成対象の配管系である再循環系配管２２の内面に実施例１と同様に、フェライト皮膜が形成される。その後、実施例３と同様に、原子炉の起動等のステップＳ６，Ｓ１０，Ｓ７及びＳ８の各工程が実施される。新設のＢＷＲプラントに対しては、ステップＳ２以外の各ステップが適用される。
【０１０４】
炉水温度９が定格温度に達したとき、炉水の腐食電位が−０．２Ｖになるように水素注入量を調節する（ステップＳ１５）。再循環系配管２２に設けられた腐食電位センサー８０が、再循環系配管２２内を流れる炉水の腐食電位を計測する。腐食電位センサー８０で計測された腐食電位の計測値が制御装置１８に入力される。制御装置１８は、入力した腐食電位の計測値が設定値である−０．２Ｖになるように、流量調節弁１７の開度を調節し、水素注入装置１６から浄化系配管２０内に注入される水素の注入量を制御する。この制御により、浄化系配管２０に注入される水素の量が減少する。
【０１０５】
水素の注入量の制御によって炉水の腐食電位が実質的に−０．２Ｖに保持され、且つ炉水温度が定格温度に保持されている状態で、５０時間の運転が継続される（ステップＳ９）。この運転期間において、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイトが生成され、やがて、フェライト皮膜の表面前面を覆うヘマタイト皮膜が形成される。その後、ステップＳ１４及びＳ１１の工程が実施され、運転サイクルの終了時に原子炉１が停止される（ステップＳ１２）。本実施例におけるステップＳ１４の水素注入では応力腐食割れの抑制も考慮する必要があるので、ステップＳ１４では、炉水の腐食電位が−０．５Ｖになるように水素注入量を調節する。
【０１０６】
本実施例は、実施例３で生じる各効果を得ることができる。ステップＳ１５において炉水の腐食電位が−０．２Ｖになるように水素注入量を調節するので、原子力プラント構成部材での応力腐食割れの亀裂進展速度が遅くなる（腐食電位が＋０．２Ｖのときよりも）。従って、マグネタイト皮膜からヘマタイト皮膜を形成する工程での亀裂進展量が少なくなる。
【実施例５】
【０１０７】
本発明の他の実施例である実施例５の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図１２及び図１３を用いて説明する。
【０１０８】
ＢＷＲプラントの起動時における復水器真空度、炉水温度、原子炉圧力、タービン回転数及び電気出力の変化を図１２に示す。ＢＷＲプラントでは、炉水温度が定格温度に到達した後、発電機を併入して電気出力を定格電気出力まで上昇させ、定期検査の最終段階であるＢＷＲプラントの調整運転を実施する。この調整運転の最後にＢＷＲプラントに対する総合負荷性能検査を受けてＢＷＲプラントの定期検査が終了する。その後、発電が伴う営業運転が開始される。ＢＷＲプラントの起動から総合負荷性能検査までの期間は、２０日から３０日程度ある。このため、炉水への水素注入を総合負荷性能検査終了後に行うことによって、ＮＷＣ条件での原子炉の運転の期間を確保することができる。
【０１０９】
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図１３を用いて具体的に説明する。本実施例においても、実施例１と同様に、ステップＳ１〜Ｓ５の工程が実施され、フェライト皮膜形成対象である、例えば、再循環系配管２２の内面にフェライト皮膜が形成される。その後、実施例１と同様に、原子炉の起動等のステップＳ６〜Ｓ８の各工程が実施される。
【０１１０】
実施例１においてステップＳ９で行われた５００時間継続したＮＷＣ条件での原子炉の運転は、総合負荷性能検査の期間で行われる。ステップＳ８で炉水温度が定格温度に到達したとき、総合負荷性能検査を含む調整運転が実施される（ステップＳ１６）。総合負荷性能検査の期間内で、炉水温度が定格温度になっており、炉水に水素注入を行わない状態での運転が所定期間行われる。この運転期間内で、炉水の放射線分解によって発生した酸化性化学種を含む炉水が、再循環系配管２２内を流れ、再循環系配管２２の内面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触する。このため、実施例１と同様に、フェライト皮膜の表層部にヘマタイトが生成され、やがて、フェライト皮膜の表面全面を覆うヘマタイト皮膜が形成される。総合負荷性能検査が終了した後、定格水素注入が開始される（ステップＳ１４）。この定格水素注入では、炉水の腐食電位が−０．５Ｖになるように、水素注入装置１６から炉水に注入される水素の量が制御される。この水素注入量の制御によって、炉水に注入される水素の量が増大する。その後、ステップＳ１１の工程が実施され、運転サイクルの終了時に原子炉１が停止される（ステップＳ１２）。
【０１１１】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、ＢＷＲプラントの運転開始直後における総合負荷性能検査期間でヘマタイト皮膜が形成できるため、それ以後の放射性核種付着が抑制でき、総合負荷性能検査終了後の営業運転中にヘマタイト皮膜を形成する場合より、放射能付着抑制効果が得られる期間が長くなる。
【０１１２】
上記した実施例１〜５は、加圧水型原子力プラントにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、沸騰水型原子力プラント及び加圧水型原子力プラント等の原子力プラントに適用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１…原子炉、２…主蒸気配管、３…タービン、４…復水器、７…給水ポンプ、８…低圧給水加熱器、９…高圧給水加熱器、１０…給水配管、１２…原子炉圧力容器、１３…炉心、１４…ジェットポンプ、１６…水素注入装置、１８…制御装置、２０…浄化系配管、２１…再循環ポンプ、２２…再循環系配管、２７…炉水浄化装置、３０…皮膜形成装置、３１…サージタンク、３２，５１…循環ポンプ、３５…循環配管、３９，４４，４５…注入ポンプ、４０，４７，４８…薬液タンク、５４…フィルタ、５６…加熱器、６１…冷却器、６３…カチオン交換樹脂塔、６５…混床樹脂塔、６７…分解処理装置、７９…ｐＨ計、８０…腐食電位センサー、１００…鉄（II）イオン注入装置、１０１…酸化剤注入装置、１０２…ｐＨ調整剤注入装置。
【図１】
2014130160.tif 000003
【図２】
2014130160.tif 000004
【図３】
2014130160.tif 000005
【図４】
2014130160.tif 000006
【図５】
2014130160.tif 000007
【図６】
2014130160.tif 000008
【図７】
2014130160.tif 000009
【図８】
2014130160.tif 000010
【図９】
2014130160.tif 000011
【図１０】
2014130160.tif 000012
【図１１】
2014130160.tif 000013
【図１２】
2014130160.tif 000014
【図１３】
2014130160.tif 000015