(57)【要約】【課題】炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制効果をより長い期間に亘って持続可能な原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法を提供する。【解決手段】ＢＷＲプラントの炭素鋼製の浄化系配管に皮膜形成装置を接続する（Ｓ１）。ギ酸ニッケル水溶液及びヒドラジンを皮膜形成装置の循環配管に注入する（Ｓ４，Ｓ５）。ギ酸ニッケル及びヒドラジンを含む水溶液を、化学除染を実施した浄化系配管に導き、その内面にニッケル金属皮膜を形成する。白金イオン水溶液及びヒドラジンを循環配管に注入し（Ｓ９，Ｓ１０）、白金イオン及びヒドラジンを含む水溶液を浄化系配管に供給してニッケル金属皮膜の表面に白金を付着させる。浄化系配管から皮膜形成装置を取り外してＢＷＲプラントを起動させる。２００℃以上の炉水が浄化系配管内に導かれ、ニッケル金属皮膜が付着した白金によっても溶けない安定なニッケルフェライト皮膜に変換される。【選択図】図１２
2018048831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力プラントの炭素鋼部材の、冷却水と接する表面にニッケル金属皮膜及びクロム金属皮膜のいずれかを形成して前記表面を形成された前記金属皮膜で覆い、形成された前記金属皮膜の表面に貴金属を付着させ、前記ニッケル金属皮膜及び前記クロム金属皮膜のいずれかの形成及び前記貴金属の付着は、前記原子力プラントが停止しているときに行われることを特徴とする原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項２】
前記ニッケル金属皮膜に含まれるニッケル金属は、５０μｇ／ｃｍ2の割合で前記表面に存在する請求項１に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項３】
前記ニッケル金属皮膜の形成は、ニッケルイオン及び還元剤を含む皮膜形成水溶液を前記炭素鋼部材の前記表面に接触させることにより行われ、前記貴金属の付着は、貴金属イオン及び還元剤を含む水溶液を前記形成されたニッケル金属皮膜の表面に接触させることにより行われ、前記ニッケル金属皮膜の形成及び前記貴金属の付着は、前記原子力プラントの運転停止後で前記原子力プラントの起動前に行われる請求項１または２に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項４】
前記皮膜形成水溶液のｐＨが４．０以上１１．０以下の範囲に存在する請求項３に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項５】
前記ニッケル金属皮膜の形成は、前記炭素鋼部材の前記表面に対して化学除染が実施された後に行われる請求項１または２記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項６】
前記表面の前記化学除染に用いられるシュウ酸水溶液に、酸化剤を注入する請求項５に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項７】
前記ニッケル金属皮膜の形成が、原子炉圧力容器に連絡される、前記炭素鋼部材である第１配管に、第２配管を通して前記皮膜形成水溶液を供給して、この皮膜形成水溶液を前記炭素鋼部材の前記表面である前記第１配管の内面に接触させることにより前記内面において行われ、
前記貴金属の付着が、前記貴金属イオン及び前記還元剤を含む前記水溶液を、前記第２配管を通して前記第１配管に供給して、この水溶液を前記第１配管の前記内面に形成された前記ニッケル金属皮膜の表面に接触させることにより行われる請求項３または４に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項８】
前記皮膜形成水溶液を前記第１配管及び前記第２配管を含む閉ループ内で循環させ、前記貴金属イオン及び前記還元剤を含む前記水溶液を前記閉ループ内で循環させる請求項７に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項９】
前記クロム金属皮膜の形成が、前記炭素鋼部材となる複数の配管要素の内面へのクロムの蒸着及びメッキのいずれかによって行われ、
前記クロム金属皮膜が前記内面に形成された前記複数の配管要素を互いに溶接して、原子炉圧力容器に連絡される、前記炭素鋼部材である第１配管を形成し、
前記貴金属の付着が、貴金属イオン及び還元剤を含む水溶液を、第２配管を通して前記第１配管に供給し、この水溶液を前記第１配管の内面に形成された前記クロム金属皮膜の表面に接触させることにより行われる請求項１に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法。
【請求項１０】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を実施し、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水を前記貴金属が付着した前記ニッケル金属皮膜に接触させて前記ニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変えることを特徴とする原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１１】
前記原子力プラントを起動し、前記酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の前記水として原子炉圧力容器内の核燃料物質の核分裂によって加熱された、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の冷却水を使用し、前記ニッケル金属皮膜の前記ニッケルフェライト皮膜への変換は、前記冷却水を前記ニッケル金属皮膜に接触させることによって行われる請求項１０に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１２】
請求項７または８に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を実施し、前記第２配管を前記第１配管から取り外し、その後、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水を前記第１配管に供給し、前記第１配管の内面に形成された、前記貴金属が付着した前記ニッケル金属皮膜に前記酸化剤を含む前記水を接触させて前記ニッケル金属皮膜を前記貴金属が付着したニッケルフェライト皮膜に変えることを特徴とする原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１３】
前記第２配管を前記第１配管から取り外した後、前記原子力プラントを起動し、前記酸化剤を含む前記水の前記第１配管への供給は、前記原子力圧力容器内の核燃料物質の核分裂によって加熱された、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の冷却水を前記第１配管に供給することによって行い、前記貴金属が付着した前記ニッケル金属皮膜のニッケルフェライト皮膜への変換は、前記冷却水を前記ニッケル金属皮膜に接触させることにより行われる請求項１２に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１４】
前記第２配管を前記第１配管から取り外した後、第３配管の両端部を前記第１配管に接続して前記第１配管及び前記第３配管を含む閉ループを形成し、前記酸化剤を含む前記水の前記第１配管への供給は、前記閉ループ内を循環する、前記酸化剤を含む前記水を、前記第３配管に設けられた加熱装置により２００℃以上３３０℃以下の温度範囲に加熱して前記第３配管から前記第１配管に供給することによって行い、前記貴金属が付着した前記ニッケル金属皮膜のニッケルフェライト皮膜への変換は、前記第１配管の内面に形成された前記ニッケル金属皮膜に、前記第３配管から供給された、前記酸化剤を含む前記水を接触させることにより行われ、前記ニッケル金属皮膜が、前記貴金属が付着した前記ニッケルフェライト皮膜に変換された後、前記第３配管を前記第１配管から取り外す請求項１２に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を実施し、
前記第２配管を前記第１配管から取り外し、
その後、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水を前記第１配管に供給し、
前記第１配管の内面に形成された、前記貴金属が付着した前記クロム金属皮膜に前記酸化剤を含む前記水を接触させて前記クロム金属皮膜を前記貴金属が付着したクロムフェライト皮膜に変えることを特徴とする原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法及び原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法に係り、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の炭素鋼部材への貴金属の付着方法及び原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントとして、例えば、沸騰水型原子力プラント（以下、ＢＷＲプラントという）及び加圧水型原子力プラント（以下、ＰＷＲプラントという）が知られている。例えば、ＢＷＲプラントでは、原子炉圧力容器（ＲＰＶと称する）内で発生した蒸気が、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、復水器で凝縮されて水になる。この水は、給水として給水配管を通ってＲＰＶに供給される。ＲＰＶ内での放射性腐食生成物の発生を抑制するために、給水に含まれる金属不純物が、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で除去される。
【０００３】
ＢＷＲプラント及びＰＷＲプラントでは、ＲＰＶなどの主要な構成部材は、腐食を抑制するために、水が接触する部分にステンレス鋼及びニッケル基合金などを用いる。原子炉浄化系、残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系、炉心スプレイ系及び給水系などの構成部材には、プラントの製造所要コストを低減する観点、あるいは給水系を流れる高温水に起因するステンレス鋼の応力腐食割れを避ける観点から、主に炭素鋼部材が用いられる。
【０００４】
さらに、炉水（ＲＰＶ内に存在する冷却水）の一部を原子炉浄化系の炉水浄化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。
【０００５】
しかし、上述のような腐食防止対策を講じても、炉水中における極僅かな金属不純物の存在は避けられないため、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外面に付着する。燃料棒外面に付着した金属不純物に含まれる金属元素は、燃料棒内の核燃料物質から放出される中性子の照射により原子核反応を生じ、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。酸化物の形態で燃料棒外面に付着した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、また、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る。原子炉浄化系で除去されなかった放射性核種は炉水とともに再循環系などを循環する間に、構成部材の炉水と接触する表面に蓄積される。この結果、構成部材表面から放射線が放出され、定検作業時の従事者の放射線被ばくの原因となる。その従業者の被ばく線量は、各人毎に規定値を超えないように管理されている。しかしながら、近年この規定値が引き下げられ、各人の被ばく線量を経済的に可能な限り低くする必要が生じている。
【０００６】
運転を経験した原子力プラントの構成部材、例えば、配管の表面に形成された、コバルト６０及びコバルト５８等の放射性核種を含む酸化皮膜を、化学薬品を用いた溶解により除去する化学除染法が提案されている（特開２０００−１０５２９５号公報）。
【０００７】
また、配管への放射性核種の付着を低減する方法が様々検討されている。例えば、原子力プラントの構成部材の表面への放射性核種の付着抑制のために、特開平８−２２０２９３号公報は、炉水に亜鉛及びニッケル等の金属イオンを注入し、構成部材の表面に亜鉛及びニッケルを付着させることを記載している。
【０００８】
化学除染後の原子力プラント構成部材表面に、フェライト皮膜の一種であるマグネタイト皮膜を形成することによって、プラントの運転後においてその構成部材表面に放射性核種が付着することを抑制する方法が、特開２００６−３８４８３号公報に提案されている。さらに、特開２００６−３８４８３号公報には、構成部材の表面にマグネタイト皮膜を形成した後、原子力プラントを起動し、貴金属を注入した炉水をそのマグネタイト皮膜に接触させてマグネタイト皮膜上に貴金属を付着させることが記載されている（図１７及び図１８参照）。
【０００９】
特開２００７−１８２６０４号公報は、原子力プラントの運転停止中で、鉄(II)イオン、ニッケルイオン、酸化剤及びｐＨ調整剤(例えば、ヒドラジン)を含む６０℃〜１００℃の範囲の皮膜形成液を、化学除染後において、原子力プラントの炭素鋼製の構成部材の表面に接触させ、この表面にニッケルフェライト皮膜を形成することを記載する（図６参照）。ニッケルフェライト皮膜の形成により、炭素鋼製の構成部材の腐食が抑制され、その構成部材への放射性核種の付着が抑制される。
【００１０】
さらに、特開２０１２−２４７３２２号公報は、原子力プラントの運転停止中で、鉄(II)イオン、酸化剤及びｐＨ調整剤(ヒドラジン)を含む６０℃〜１００℃の範囲の皮膜形成液を、原子力プラントの、化学除染されたステンレス鋼製の構成部材の表面に接触させ、この表面にマグネタイト皮膜を形成することを記載する。特開２０１２−２４７３２２号公報には、運転停止中において、貴金属（例えば、白金）を含む水溶液を形成されたマグネタイト皮膜に接触させ、貴金属をマグネタイト皮膜上に付着させることも記載されている（図１参照）。
【００１１】
特開２０１４−４４１９０号公報は、原子力プラントの構成部材への貴金属付着方法を記載する。この貴金属付着方法では、原子力プラントの運転停止中に実施される化学除染において、還元除染剤の一部が分解された状態における、ステンレス鋼製の構成部材の表面への貴金属（例えば、白金）の付着（図１及び図３参照）、または還元除染剤分解工程後の浄化工程における、構成部材の表面への貴金属の付着（図１６参照）を行っている。その構成部材の表面への貴金属の付着により、その表面への放射性核種の付着が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２２０２９３号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５２９５号公報
【特許文献３】特開２００６−３８４８３号公報
【特許文献４】特開２００７−１８２６０４号公報
【特許文献５】特開２０１２−２４７３２２号公報
【特許文献６】特開２０１４−４４１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
原子力プラントの炭素鋼製の構成部材（炭素鋼部材）への貴金属の付着に要する時間を短縮することが望まれている。
【００１４】
さらに、亜鉛及びニッケルなどの金属イオンを炉水に注入して原子力プラントの構成部材の表面に亜鉛及びニッケルなどの金属を付着させる場合は、ステンレス鋼製の構成部材に対する放射性核種の付着を抑制するが、炭素鋼製の構成部材（炭素鋼部材）では、ステンレス鋼製の構成部材に比べて放射性核種の付着抑制効果が低下する。貴金属の付着においても、炭素鋼製の構成部材の表面に貴金属を付着させた場合は、ステンレス鋼製の構成部材の表面にそれを付着させた場合に比べて放射性核種の付着抑制効果が低下する。
【００１５】
原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着が抑制され、その付着抑制効果が長期に亘って持続することが望まれている。
【００１６】
本発明の第１の目的は、炭素鋼部材への貴金属の付着に要する時間を短縮できる原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の第２の目的は、炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制効果をより長い期間に亘って持続させることができる原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記した第１の目的を達成する第１発明の特徴は、原子力プラントの炭素鋼部材の、冷却水と接する表面にニッケル金属皮膜及びクロム金属皮膜のいずれかを形成してこの表面を形成された金属皮膜で覆い、その形成された金属皮膜の表面に貴金属を付着させ、そのニッケル金属皮膜そのクロム金属皮膜のいずれかの形成及び前記貴金属の付着は、前記原子力プラントが停止しているときに行われることにある。
【００１９】
原子力プラントの炭素鋼部材の表面がニッケル金属皮膜及びクロム金属皮膜のいずれかで覆われるため、炭素鋼部材から皮膜形成水溶液へのＦｅ2+の溶出を防止することができ、炭素鋼部材の表面への貴金属の付着がＦｅ2+の溶出によって阻害されなくなり、炭素鋼部材の表面への貴金属の付着に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
好ましくは、そのニッケル金属皮膜の形成が、原子炉圧力容器に連絡される、炭素鋼部材である第１配管に、第２配管を通して皮膜形成水溶液を供給して、この皮膜形成水溶液を第１配管の内面に接触させることによりこの内面において行われ、その貴金属の付着が、貴金属イオン及び還元剤を含む水溶液を、第２配管を通して第１配管に供給して、この水溶液を第１配管の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に接触させることにより行われることが望ましい。
【００２１】
好ましくは、そのクロム金属皮膜の形成が、炭素鋼部材となる複数の配管要素の内面にクロムを蒸着することによって行われ、
クロムの蒸着によって内面にそのクロム金属皮膜が形成された複数の配管要素を互いに溶接して、原子炉圧力容器に連絡される、炭素鋼部材である第１配管を形成し、
その貴金属の付着が、貴金属イオン及び還元剤を含む水溶液を、第２配管を通して第１配管に供給し、この水溶液を第１配管の内面に形成されたクロム金属皮膜の表面に接触させることにより行われることにより行われることが望ましい。
【００２２】
上記した第２の目的を達成する第２発明の特徴は、原子力プラントの炭素鋼部材の、冷却水と接する表面にニッケル金属皮膜を形成してこの表面をそのニッケル金属皮膜で覆い、そのニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させ、そのニッケル金属皮膜の形成及びその貴金属の付着は、その原子力プラントの運転停止後でその原子力プラントの起動前に行われ、酸化剤（酸素及び過酸化水素等）を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水をその貴金属が付着したそのニッケル金属皮膜に接触させてそのニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変えることにある。
【００２３】
その水に接触するニッケル金属皮膜及び炭素鋼部材の腐食電位が、ニッケル金属皮膜に付着している貴金属の作用によって低下する。このような腐食電位の低下、及び酸化剤を含むその水の、そのニッケル金属皮膜への接触により、炭素鋼部材及びニッケル金属皮膜が２００℃以上３３０℃以下の範囲の温度になるため、水に含まれる酸化剤及びこの水の一部の水分子を構成する酸素の、ニッケル金属皮膜への移行及び炭素鋼部材からニッケル金属皮膜へのＦｅ2+の移行により、ニッケル金属皮膜が、付着した貴金属の作用によっても原子力プラントの接触する冷却水中に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜に変換される。炭素鋼部材の表面を覆うこのような安定なニッケルフェライト皮膜による、炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制効果をより長い期間に亘って持続させることができる。
【００２４】
好ましくは、原子力プラントの運転時において、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水である原子炉圧力容器内の２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の冷却水を、そのニッケル金属皮膜に接触させることが望ましい。
【００２５】
上記した第２の目的を達成する第３発明の特徴は、原子力プラントの炭素鋼部材の、冷却水と接する表面にクロム金属皮膜を形成してこの表面をクロム金属皮膜で覆い、そのクロム金属皮膜の表面に貴金属を付着させ、そのクロム金属皮膜の形成及び貴金属の付着は、原子力プラントが停止しているときに行われ、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水をその貴金属が付着したそのクロム金属皮膜に接触させてそのクロム金属皮膜をクロムフェライト皮膜に変えることにある。
【００２６】
好ましくは、そのクロム金属皮膜の形成が、炭素鋼部材となる複数の配管要素の内面にクロムを蒸着することによって行われ、クロムの蒸着によって内面にクロム金属皮膜が形成された複数の配管要素を互いに溶接して、原子炉圧力容器に連絡される、炭素鋼部材である第１配管を形成し、その貴金属の付着が、貴金属イオン及び還元剤を含む水溶液を、第２配管を通して第１配管に供給し、この水溶液を第１配管の内面に形成されたクロム金属皮膜の表面に接触させることにより行われ、前記第２配管を前記第１配管から取り外し、その後、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水を第１配管に供給し、第１配管の内面に形成された、貴金属が付着したクロム金属皮膜に酸化剤を含むその水を接触させてクロム金属皮膜を貴金属が付着したクロムフェライト皮膜に変えることが望ましい。
【発明の効果】
【００２７】
第１発明によれば、原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着に要する時間を短縮することができる。
【００２８】
第２発明及び第３発明によれば、原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制効果をより長い期間に亘って持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の好適な一実施例である、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に適用される実施例１の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】図１に示す原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を実施する際に用いられる皮膜形成装置を沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に接続した状態を示す説明図である。
【図３】図２に示す皮膜形成装置の詳細構成図である。
【図４】図１に示す原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法が開始される前の浄化系配管の断面図である。
【図５】図１に示す原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法により浄化系配管の内面にニッケル金属皮膜が形成された状態を示す説明図である。
【図６】図１に示す原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法により浄化系配管の内面に形成されたニッケル金属皮膜表面に貴金属を付着させた状態を示す説明図である。
【図７】炭素鋼試験片へのＣｏ−６０付着試験の結果を示す説明図である。
【図８】白金を付着したニッケル金属皮膜を形成した炭素鋼試験片を用いたＣｏ−６０付着試験によりその炭素鋼試験片に形成された酸化皮膜の、レーザーラマンスペクトル分析結果を示す説明図である。
【図９】白金を付着したニッケル金属皮膜を形成した炭素鋼試験片を用いたＣｏ−６０付着試験によりその炭素鋼試験片に形成された酸化皮膜のオージェースペクトル分析の結果を示す説明図である。
【図１０】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に適用される実施例２の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において浄化系配管の内面に形成されたニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変換するために浄化系配管に接続される加熱システムの構成図である。
【図１２】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に適用される実施例３の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法の手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１０及び図１２に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法のそれぞれの方法において、浄化系配管の内面に形成されて白金が付着したニッケル金属皮膜に酸素を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水を接触させる状態を示す説明図である。
【図１４】図１０及び図１２に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法のそれぞれの方法において、２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水に含まれる酸素及び浄化系配管内のＦｅ2+が、浄化系配管の内面に形成されて白金が付着したニッケル金属皮膜に移行する状態を示す説明図である。
【図１５】図１０及び図１２に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法のそれぞれの方法において、浄化系配管の内面に形成されたニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に替えた状態を示す説明図である。
【図１６】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に適用される実施例４の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法の手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１６に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に接続される貴金属注入装置の詳細構成図である。
【図１８】図１６に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において白金イオンを含む水溶液が浄化系配管内に形成されたクロム金属皮膜の表面に接触している状態を示す説明図である。
【図１９】図１６に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法により、浄化系配管の内面に形成されたクロム金属皮膜表面に白金を付着させた状態を示す説明図である。
【図２０】図１６に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において、浄化系配管の内面に形成されて白金が付着したクロム金属皮膜に酸素を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の炉水を接触させる状態を示す説明図である。
【図２１】図１６に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において、２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の炉水に含まれる酸素及び浄化系配管内のＦｅ2+が、浄化系配管の内面に形成されて白金が付着したクロム金属皮膜に移行する状態を示す説明図である。
【図２２】図１６に示す原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において、浄化系配管の内面に形成されたクロム金属皮膜をクロムフェライト皮膜に替えた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
発明者らは、原子力プラントの炭素鋼製の構成部材、すなわち、炭素構成部材への放射性核種の付着を抑制できる対策について種々の検討を行った。
【００３１】
前述したように、炭素鋼部材の、炉水と接触する表面にニッケルまたは白金を付着させる場合は、ステンレス鋼製の構成部材の、炉水と接触する表面にニッケルまたは白金を付着させる場合に比べて、その表面への放射性核種の付着抑制効果が低下する。
【００３２】
そのような放射性核種の付着抑制効果の低下を改善するために、発明者らは、炭素鋼製の構成部材の、炉水と接触する表面に貴金属（例えば、白金）を付着させ、その後、炭素鋼部材の、表面にニッケルを付着させ、ニッケルが付着した表面に貴金属を付着させたところ、炭素鋼部材のその表面への放射性核種の付着量が著しく低減されることを見出した（特願２０１５−４１９９１号参照）。
【００３３】
このような新たな知見に基づいて、発明者らは、貴金属及びニッケルを炭素鋼部材の表面に付着させることがその表面への放射性核種の付着抑制につながると考えた。そこで、発明者らは、貴金属及びニッケルを炭素鋼部材の表面に付着させることを前提に、その表面への放射性核種の付着をさらに抑制することができる対策案についての検討を行った。
【００３４】
ところで、発明者らは、特開２００６−３８４８３号公報及び特開２０１２−２４７３２２号公報に記載されているように、鉄(II)イオン、酸化剤及びｐＨ調整剤(例えば、ヒドラジン)を含む、６０℃〜１００℃の低い温度範囲の皮膜形成液を原子力プラントの構成部材の表面に接触させて構成部材の表面にマグネタイト皮膜を形成し、このマグネタイト皮膜上に貴金属を付着させた場合には、マグネタイト皮膜を形成した直後の１つの運転サイクル（例えば、１年の期間）における原子力プラントの運転中においてマグネタイト皮膜が貴金属の作用により炉水中に溶出するという現象を見出した。また、６０℃〜１００℃の低い温度範囲で炭素鋼部材の炉水と接触する表面に形成されたニッケルフェライト皮膜上に貴金属を付着させた場合においても、原子力プラントの運転中においてニッケルフェライト皮膜が貴金属の作用により炉水中に溶出するという現象を見出した。炭素鋼部材の表面からの、このようなフェライト皮膜の溶出は、やがて、炭素鋼部材上のフェライト皮膜の消失をもたらし、フェライト皮膜が消失した後、すなわち、その１つの運転サイクルの末期において、放射性核種が炭素鋼部材の表面に付着することが判明した。この結果、炭素鋼部材表面への放射性核種の、長期間に亘る付着抑制が阻害されることになる。また、この運転サイクルでの原子力プラントの運転を停止した後、炭素鋼部材の表面に、再度、フェライト皮膜を形成する必要があり、運転サイクルが停止されるたびにフェライト皮膜を形成しなければならなくなる。
【００３５】
貴金属が表面に付着されたマグネタイト皮膜及びニッケルフェライト皮膜等のフェライト皮膜の溶出を考慮すれば、炭素鋼部材の表面への放射性核種付着のさらなる抑制を図るだけでなく、その表面への放射性核種の、長期間に亘る付着抑制も重要であると発明者らは考えた。
【００３６】
発明者らは、６０℃〜１００℃の低い温度範囲で炭素鋼部材の炉水と接触する表面に形成したニッケルフェライト皮膜がこの皮膜上に貴金属を付着させたときにそのニッケルフェライトが溶出する理由について、検討を行った。この検討により、原子力プラントの運転停止中において、そのような低い温度範囲で炭素鋼部材の表面に形成されたニッケルフェライトの皮膜は、Ｎｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4の皮膜であり、不安定であることが分かった。なお、Ｎｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4は、Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０．３である場合の形態である。このため、不安定な皮膜であるＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4の皮膜上に、例えば、白金が付着されているとき、Ｎｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4が、その白金の作用により、原子力プラントの運転中において炉水中に溶出するということが分かった。また、不安定なＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4の皮膜は、上記の低い温度範囲で形成されるため、炭素鋼部材の表面にＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4の小さい粒が多数付着している状態になっている。これによっても、上面に白金が付着したＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4の皮膜が溶出する。
【００３７】
ところで、貴金属を炭素鋼部材の表面に付着させる際に、炭素鋼部材に含まれるＦｅがＦｅ2+として溶出していると、貴金属が炭素鋼部材の表面に付着しなくなる。このため、発明者らは、貴金属を炭素鋼部材の表面に付着させるときにおける、炭素鋼部材からのＦｅ2+の溶出を防ぐ対策を検討した。そして、発明者らは、炭素鋼部材の表面をニッケル金属の皮膜で覆うことによって炭素鋼部材からのＦｅ2+の溶出を防ぐことができることを見出した。炭素鋼部材の表面を覆うニッケル金属は、後述するように、炭素鋼部材への放射性核種の付着を抑制する、付着した貴金属の作用によっても溶出しなく安定なニッケルフェライト皮膜の形成に寄与する物質である。炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成してこのニッケル金属皮膜で炭素鋼部材の表面を覆うことによって、炭素鋼部材からのＦｅ2+の溶出を防ぐことができ、貴金属のニッケル金属皮膜表面への付着、具体的には、炭素鋼部材への貴金属の付着を短い時間で行うことができた。併せて、炭素鋼部材への貴金属の付着量も増大した。
【００３８】
炭素鋼部材の表面へのニッケル金属皮膜の形成は、ニッケルイオン及び還元剤を含む水溶液を炭素鋼部材の表面に接触させることによって可能である。その水溶液に含まれるニッケルイオンが炭素鋼部材に含まれるＦｅと置換され、置換されたニッケルイオンが還元剤の作用によりニッケル金属になり、炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜が形成される。また、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜表面への貴金属の付着は、貴金属イオン（例えば、白金イオン）及び還元剤を含む水溶液を形成されたニッケル金属皮膜に接触させることによって可能となる。
【００３９】
このように、炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成することによって、炭素鋼部材からのＦｅ2+の溶出を防ぐことができ、短い時間でより多くの貴金属を炭素鋼部材に付着させることができる。
【００４０】
さらに、炭素鋼部材の表面への放射性核種の、長期間に亘る付着抑制に関する検討結果を以下に説明する。発明者らは、６０℃〜１００℃の低い温度範囲で不安定なＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4の皮膜を炭素鋼部材の表面に接触させて形成するのではなく、付着した貴金属によっても溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜の、炭素鋼部材の表面への形成を目指した。そこで、発明者らは、炭素鋼部材への貴金属の付着を効果的に行うために炭素鋼部材の表面に形成したニッケル金属皮膜を、その安定なニッケルフェライト皮膜の、炭素鋼部材の表面への形成に利用できないかを種々検討した。この結果、酸化剤を含む高温（２００℃以上）の水を、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜の、貴金属が付着した表面に接触させることによって、そのニッケル金属皮膜を、炭素鋼部材の表面を覆う、貴金属の作用によっても溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜（Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライト皮膜）に変えることができた。
【００４１】
発明者らは、ニッケル及び白金を付着していない炭素鋼製の試験片Ａ及び表面にニッケル金属皮膜を形成してニッケル金属皮膜表面に白金を付着した炭素鋼製の試験片Ｂを用いて、放射性核種であるＣｏ−６０の付着を確認する実験を行った。この実験は、試験片Ａ及びＢを閉ループの循環配管内に設置し、その循環配管内に原子炉内の炉水を模擬した模擬水を循環させて行った。循環する模擬水はＣｏ−６０を含んでおり、模擬水の温度は２８０℃である。循環配管内に設置された試験片Ａ及びＢのそれぞれは、循環配管内を流れる模擬水中に５００時間浸漬された。５００時間が経過した後、試験片Ａ及びＢのそれぞれを循環配管から取り出し、それぞれの試験片のＣｏ−６０付着量を測定した。
【００４２】
それぞれの試験片におけるＣｏ−６０付着量の測定結果を図７に示す。図７から明らかであるように、ニッケル金属皮膜表面に白金を付着した試験片Ｂでは、ニッケル金属皮膜が形成されていなく白金を付着していない試験片Ａに比べてＣｏ−６０の付着量が著しく低下した。
【００４３】
そして、循環配管から取り出された試験片Ａ及びＢのそれぞれの表面における組成をラマン分光によって分析した結果を図８に示す。実質的に炭素鋼である試験片Ａの表面には、主にＦｅ3Ｏ4からなる皮膜が形成されていた。Ｃｏ−６０の付着量が大幅に低減された試験片Ｂの表面には、ニッケルフェライト（ＮｉＦｅ2Ｏ4）を主成分とする酸化皮膜が形成されていた。このＮｉＦｅ2Ｏ4は、Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０である形態である。
【００４４】
また、循環配管から取り出された試験片Ｂの表面のオージェースペクトルの結果を、図９に示した。図９に示す結果より、試験片Ｂの母材（炭素鋼）の表面に、均一な組成のＮｉＦｅ2Ｏ4が形成されていることが確認できた。このＮｉＦｅ2Ｏ4の形成により、試験片Ｂでは、Ｃｏ―６０の付着量が著しく抑制されたのである。
【００４５】
表面にニッケル金属皮膜が形成されてこのニッケル金属皮膜表面に貴金属（例えば、白金）が付着された炭素鋼部材（試験片Ｂ）のニッケル金属皮膜が、酸化剤を含む２００℃以上の水との接触により、炭素鋼部材の表面を覆うニッケルフェライト皮膜（Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライト皮膜）に変換される理由を説明する。酸化剤を含む２００℃以上の水が炭素鋼部材上のニッケル金属皮膜に接触すると、ニッケル金属皮膜及び炭素鋼部材が２００℃以上に加熱される。その水に含まれる酸素がニッケル金属皮膜内に移行し、炭素鋼部材に含まれるＦｅがＦｅ2+となってニッケル金属皮膜内に移行する。ニッケル金属皮膜内のニッケルが、２００℃以上の高温環境で、ニッケル金属皮膜内に移行した酸素及びＦｅ2+と反応してＮｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライトが生成され、このニッケルフェライトの皮膜が、炭素鋼部材の表面を覆う。
【００４６】
炭素鋼部材の表面を覆ったニッケル金属皮膜に含まれるニッケル金属から、２００℃以上の高温の環境下において上記のように生成された、Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライトは、結晶が成長して大きくなっており、貴金属が付着してもＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4皮膜のように水中に溶出しなく安定であり、さらに、Ｃｏ−６０等の放射性核種を取り込まない。このＮｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０である安定なニッケルフェライトは、ニッケル金属皮膜に付着した白金等の貴金属の作用により、炭素鋼部材及びニッケル金属皮膜の腐食電位が低下することによって生成される。このように、２００℃以上の高温の環境下で、炭素鋼部材の表面を覆ったニッケル金属から生成されたその安定なニッケルフェライト皮膜は、６０℃〜１００℃の低い温度範囲で生成されたＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4皮膜よりも長期間に亘って炭素鋼部材への放射性核種の付着を抑制することができる。
【００４７】
発明者らの検討によって、ニッケルの替りにクロムを用いてもよいことが分かった。炭素鋼部材の表面へのニッケル金属皮膜の形成は、ニッケルイオン及び還元剤を含む皮膜形成水溶液を炭素鋼部材の表面に接触させることによって行った。しかしながら、炭素鋼部材の表面へのクロム金属皮膜の形成は、クロムイオン及び還元剤を含む皮膜形成水溶液の、炭素鋼部材の表面への接触によっては困難であるため、クロムを炭素鋼部材の表面に蒸着することによって行った。蒸着により炭素鋼部材の表面に形成したクロム金属皮膜の表面に貴金属（例えば、白金）を付着した。
【００４８】
さらに、炭素鋼部材の表面に形成されて貴金属が付着されたクロム金属皮膜の表面に、酸化剤を含む２００℃以上の水を接触させることにより、クロム金属皮膜がクロムフェライト（ＦｅＣｒ2Ｏ4）皮膜に変換された。このクロムフェライト皮膜に含まれるクロムフェライトは結晶が成長して大きくなっており、このクロムフェライト皮膜は、貴金属が付着しても水中に溶出しなく安定であり、ニッケル金属皮膜から返還された前述のニッケルフェライト皮膜と同様に、長期間に亘って炭素鋼部材への放射性核種の付着を抑制することができる。
【００４９】
酸化剤を含む２００℃以上の水を炭素鋼部材の表面に形成されたクロム金属皮膜に接触させることにより、クロム金属皮膜を、付着した貴金属の作用によっても溶出しない安定なクロムフェライト皮膜に変換することができる。しかしながら、酸化剤を含むその水の温度は、実施の観点からあまりにも高い温度を避けるためにも、２００℃以上３３０℃以下の範囲にすることが好ましい。また、前述のニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変換させるために、ニッケル金属皮膜に接触させる酸化剤を含む２００℃以上の水の温度も、２００℃以上３３０℃以下の範囲にすることが好ましい。
【００５０】
以上に述べた検討結果に基づいて、発明者らは、以下に述べる（１）及び（２）の２つの発明を新たに創生することができた。
【００５１】
（１）炭素鋼部材の、原子力プラントの冷却水と接触する表面にニッケル金属皮膜及びクロム金属皮膜のいずれかを形成し、貴金属を形成された金属皮膜の表面に付着させる。
【００５２】
好ましくは、炭素鋼部材のその表面へのニッケル金属皮膜の形成は原子力プラントの運転停止後で前記原子力プラントの起動前においてニッケルイオン及び還元剤を含む皮膜形成水溶液をその表面に接触させることにより行い、炭素鋼部材のその表面へのクロム金属皮膜の形成は新設の原子力プラントの起動前においてクロムをその表面に蒸着することにより行う。
【００５３】
（２）炭素鋼部材の、原子力プラントの冷却水と接触する表面にニッケル金属皮膜及びクロム金属皮膜のいずれかを形成し、貴金属を形成された金属皮膜の表面に付着させ、酸化剤を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水を、貴金属を付着したニッケル金属皮膜及び貴金属を付着したクロム金属皮膜のいずれかに接触させて、上記温度範囲でそのニッケル金属皮膜から変換されるニッケルフェライト皮膜及び上記温度範囲でそのクロム金属皮膜から変換されるクロムフェライト皮膜のいずれかのフェライト皮膜を、炭素鋼部材の表面に形成する。
【００５４】
好ましくは、炭素鋼部材のその表面へのニッケル金属皮膜の形成は原子力プラントの運転停止後で前記原子力プラントの起動前においてニッケルイオン及び還元剤を含む皮膜形成水溶液をその表面に接触させることにより行い、炭素鋼部材のその表面へのクロム金属皮膜の形成は新設の原子力プラントの起動前においてクロムをその表面に蒸着することにより行われる。
【００５５】
（１）は、原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法に関する発明である。この（１）の発明によれば、炭素鋼部材の表面をニッケル金属皮膜及びクロム金属皮膜のいずれかで覆うので、炭素鋼部材からのＦｅ2+の溶出を防ぐことができ、炭素鋼部材の表面への貴金属の付着に要する時間を短縮することができる。
【００５６】
（２）は、原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法に関する発明である。この（２）の発明によれば、炭素鋼部材の表面に形成されて貴金属が付着されているニッケル金属皮膜及びクロム金属皮膜のいずれかに酸素を含む２００℃以上３３０℃以下の温度範囲の水を接触させて、上記温度範囲でそのニッケル金属皮膜から変換されるニッケルフェライト皮膜及び上記温度範囲でそのクロム金属皮膜から変換されるクロムフェライト皮膜のいずれかのフェライト皮膜を、炭素鋼部材の表面に形成するので、この形成されたニッケルフェライト皮膜及びクロムフェライト皮膜のいずれも、貴金属が付着していても水に溶出しなく、より長期に亘って（具体的には、複数（例えば、５つ）の運転サイクルに亘って）炭素鋼部材への放射性核種の付着を抑制することができる。
【００５７】
以上の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】
【００５８】
本発明の好適な一実施例である実施例１の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を、図１、図２及び図３を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法は、少なくとも１つの運転サイクルでの運転を経験した沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）の、炭素鋼製の浄化系配管（炭素鋼部材）に適用される。
【００５９】
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１は、原子炉２、タービン９、復水器１０、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２は、炉心４を内蔵する原子炉圧力容器(以下、ＲＰＶという)３を有し、ＲＰＶ３内で炉心４を取り囲む炉心シュラウド（図示せず）の外面とＲＰＶ３の内面との間に形成される環状のダウンカマ内にジェットポンプ５を設置している。炉心４には多数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。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が充填された複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は、ステンレス鋼製の再循環系配管６、及び再循環系配管６に設置された再循環ポンプ７を有する。給水系は、復水器１０とＲＰＶ３を連絡する給水配管１１に、復水ポンプ１２、復水浄化装置（例えば、復水脱塩器）１３、低圧給水加熱器１４、給水ポンプ１５及び高圧給水加熱器１６を、復水器１０からＲＰＶ３に向って、この順に設置して構成されている。原子炉浄化系は、再循環系配管６と給水配管１１を連絡する浄化系配管１８に、浄化系ポンプ１９、再生熱交換器２０、非再生熱交換器２１及び炉水浄化装置２２をこの順に設置している。浄化系配管１８は、再循環ポンプ７の上流で再循環系配管６に接続される。原子炉２は、原子炉建屋（図示せず）内に配置された原子炉格納容器８７内に設置されている。
【００６０】
ＲＰＶ３内の冷却水（以下、炉水という）は、再循環ポンプ７で昇圧され、再循環系配管６を通ってジェットポンプ５内に噴出される。ダウンカマ内でジェットポンプ５のノズルの周囲に存在する炉水も、ジェットポンプ５内に吸引されて炉心４に供給される。炉心４に供給された炉水は、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。加熱された一部の炉水が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶ３から主蒸気配管８を通ってタービン９に導かれ、タービン９を回転させる。タービン９に連結された発電機（図示せず）が回転し、電力が発生する。タービン９から排出された蒸気は、復水器１０で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管１１を通りＲＰＶ３内に供給される。給水配管１１を流れる給水は、復水ポンプ１２で昇圧され、復水浄化装置１３で不純物が除去され、給水ポンプ１５でさらに昇圧される。給水は、低圧給水加熱器１４及び高圧給水加熱器１６で加熱されてＲＰＶ３内に導かれる。抽気配管１７でタービン９から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器１４及び高圧給水加熱器１６にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。
【００６１】
再循環系配管６内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ１９の駆動によって浄化系配管１８内に流入し、再生熱交換器２０及び非再生熱交換器２１で冷却された後、炉水浄化装置２２で浄化される。浄化された炉水は、再生熱交換器２０で加熱されて浄化系配管１８及び給水配管１１を経てＲＰＶ３内に戻される。
【００６２】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法では、皮膜形成装置３０が用いられ、この皮膜形成装置３０が、図２に示すように、ＢＷＲプラントの浄化系配管１８に接続される。
【００６３】
皮膜形成装置３０の詳細な構成を、図３を用いて説明する。
【００６４】
皮膜形成装置３０は、サージタンク３１、循環ポンプ３２，３３、循環配管３４、ニッケルイオン注入装置３５、還元剤注入装置４０、白金イオン注入装置４５、加熱器５１、冷却器５２、カチオン交換樹脂塔５３、混床樹脂塔５４、分解装置５５、酸化剤供給装置５６及びエゼクタ６１を備えている。
【００６５】
開閉弁６２、循環ポンプ３３、弁６３，６６，６８及び７３、サージタンク３１、循環ポンプ３２、弁７６及び開閉弁７７が、上流よりこの順に循環配管３４に設けられている。弁６３をバイパスする配管６５が循環配管３４に接続され、弁６４及びフィルタ５０が配管６５に設置される。弁６６をバイパスして両端が循環配管３４に接続される配管６８には、冷却器５２及び弁６７が設置される。両端が循環配管３４に接続されて弁６８をバイパスする配管７０に、カチオン交換樹脂塔５３及び弁６９が設置される。両端が配管７０に接続されてカチオン交換樹脂塔５３及び弁６９をバイパスする配管７２に、混床樹脂塔５４及び弁７１が設置される。カチオン交換樹脂塔５３は陽イオン交換樹脂を充填しており、混床樹脂塔５４は陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填している。
【００６６】
弁７４及び弁７４よりも下流に位置する分解装置５５が設置される配管７５が、弁７３をバイパスして循環配管３４に接続される。分解装置５５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。サージタンク３１が弁７３と循環ポンプ３２の間で循環配管３４に設置される。加熱器５１がサージタンク３１内に配置される。弁７８及びエゼクタ６１が設けられる配管７９が、弁７６と循環ポンプ３２の間で循環配管３４に接続され、さらに、サージタンク３１に接続されている。再循環系配管６の内面の汚染物を還元溶解するために用いるシュウ酸（還元除染剤）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６１に設けられている。
【００６７】
ニッケルイオン注入装置３５が、薬液タンク３６、注入ポンプ３７及び注入配管３８を有する。薬液タンク３６は、注入ポンプ３７及び弁３９を有する注入配管３８によって循環配管３４に接続される。ギ酸ニッケル（２Ｎｉ（ＨＣＯＯ）・２Ｈ2Ｏ）を水に溶解して調製したギ酸ニッケル水溶液（ニッケルイオンを含む水溶液）が、薬液タンク３６内に充填される。
【００６８】
白金イオン注入装置（貴金属イオン注入装置）４５が、薬液タンク４６、注入ポンプ４７及び注入配管４８を有する。薬液タンク４６は、注入ポンプ４７及び弁４９を有する注入配管４８によって循環配管３４に接続される。白金錯体（例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物（Ｎａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏ））を水に溶解して調整した白金イオンを含む水溶液（例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物水溶液）が、薬液タンク４６内に充填されている。白金イオンを含む水溶液は貴金属イオンを含む水溶液の一種である。貴金属イオンを含む水溶液としては、白金イオンを含む水溶液以外に、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム及びイリジウムのいずれかのイオンを含む水溶液を用いてもよい。
【００６９】
還元剤注入装置４０が、薬液タンク４１、注入ポンプ４２及び注入配管４３を有する。薬液タンク４１は、注入ポンプ４２及び弁４４を有する注入配管４３によって循環配管３４に接続される。還元剤であるヒドラジンの水溶液が薬液タンク４１内に充填される。還元剤としては、ヒドラジン、ホルムヒドラジン、ヒドラジンカルボアミド及びカルボヒドラジド等のヒドラジン誘導体及びヒドロキシルアミンのいずれかを用いるとよい。
【００７０】
注入配管３８，４８及び４３が、弁７６から開閉弁７７に向かってその順番で、弁７６と開閉弁７７の間で循環配管３４に接続される。
【００７１】
酸化剤供給装置５６が、薬液タンク５７、供給ポンプ５８及び供給配管５９を有する。薬液タンク５７は、供給ポンプ５８及び弁６０を有する供給配管５９によって弁７４よりも上流で配管７５に接続される。酸化剤である過酸化水素が薬液タンク５７内に充填される。酸化剤としては、オゾン、または酸素を溶解した水を用いてもよい。
【００７２】
ｐＨ計８８が、注入配管４３と循環配管３４の接続点と開閉弁７７の間で循環配管３４に取り付けられる。
【００７３】
ＢＷＲプラント１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、炉心４に装荷されている燃料集合体の一部が使用済燃料集合体として取り出され、燃焼度０ＧＷｄ／ｔの新しい燃料集合体が炉心４に装荷される。このような燃料交換が終了した後、ＢＷＲプラント１が、次の運転サイクルでの運転のために再起動される。燃料交換のためにＢＷＲプラント１が停止されている期間を利用して、ＢＷＲプラントの保守点検が行われる。
【００７４】
上記のようにＢＷＲプラント１の運転が停止されている期間中において、ＢＷＲプラント１における炭素鋼部材の一つである、ＲＰＶ１２に連絡される炭素鋼製の配管系、例えば、浄化系配管１８を対象にした、本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法が実施される。この貴金属の付着方法では、浄化系配管１８の、炉水と接触するする内面へのニッケル金属皮膜の形成、及びこのニッケル金属皮膜の表面への貴金属、例えば、白金の付着処理が行われる。
【００７５】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を、図１に示す手順に基づいて以下に説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法では、皮膜形成装置３０が用いられる。
【００７６】
まず、皮膜形成対象の炭素鋼製の配管系に、皮膜形成装置を接続する（ステップＳ１）。ＢＷＲプラント１の運転が停止されているときに、例えば、再循環系配管６に接続されている浄化系配管１８（第１配管）に設置されている弁２３のボンネットを開放して再循環系配管６側を封鎖する。皮膜形成装置３０の循環配管３４（第２配管）の開閉弁７７側の一端部が弁２３のフランジに接続され、循環配管３４の一端部が浄化系ポンプ１９の上流側で浄化系配管１８に接続される。他方、再生熱交換器２０と非再生熱交換器２１の間で浄化系配管１８に設置されている弁２５のボンネットを開放して非再生熱交換器２１側を封鎖する。循環配管３４の開閉弁６２側の他端部が弁２５のフランジに接続され、循環配管３４の他端部が再生熱交換器２０の下流側で浄化系配管１８に接続される。循環配管３４の両端が浄化系配管１８に接続され、浄化系配管１８及び循環配管３４を含む閉ループが形成される。
【００７７】
なお、本実施例では、皮膜形成装置３０を原子炉浄化系の浄化系配管１８に接続しているが、浄化系配管１８以外に、炭素鋼部材であってＲＰＶ３に連絡される残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系及び炉心スプレイ系のいずれかの炭素鋼製の配管に皮膜形成装置３０を接続し、この炭素鋼製の配管に本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法を適用してもよい。
【００７８】
皮膜形成対象の炭素鋼製の配管系に対する化学除染を実施する（ステップＳ２）。前の運転サイクルでの運転を経験したＢＷＲプラント１では、放射性核種を含む酸化皮膜が、ＲＰＶ３から流れ込む炉水と接触する浄化系配管１８の内面に形成されている。後述のニッケル金属皮膜を浄化系配管１８の内面に形成する前に、その内面から放射性核種を含む酸化皮膜を除去することが好ましい。本実施例による、白金が付着したニッケルを含む皮膜の、浄化系配管１８の内面への形成に際しては、事前に浄化系配管１８の線量率を下げると共に、形成されるその皮膜と浄化系配管１８の内面の密着性を向上させるために、浄化系配管１８の内面に形成された、放射性核種を含む酸化皮膜を除去することが望ましい。この酸化皮膜を除去するために、化学除染、特に、還元除染剤であるシュウ酸を含む還元除染水溶液を用いた還元除染を、浄化系配管１８の内面に対して実施する。
【００７９】
ステップＳ２において、浄化系配管１８の内面に対して適用される化学除染は、特開２０００−１０５２９５号公報に記載された公知の還元除染である。この還元除染について説明する。まず、開閉弁６２，弁６３，６６，６８，７３及び７６、及び開閉弁７７をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ３２及び３３を駆動する。これにより、浄化系配管１８内にサージタンク３１内で加熱器５１により加熱された水が、循環配管３４及び浄化系配管１８によって形成される閉ループ内を循環する。循環する水は、加熱器５１により９０℃に調節される。この水の温度が９０℃になったとき、弁７８を開いて循環配管３４内を流れる一部の水を配管７９内に導く。ホッパ及びエゼクタ６１から配管７９内に供給された所定量のシュウ酸が、配管７９内を流れる水によりサージタンク３１内に導かる。このシュウ酸がサージタンク３１内で水に溶解し、シュウ酸水溶液（還元除染水溶液）がサージタンク３１内で生成される。
【００８０】
このシュウ酸水溶液は、循環ポンプ３２の駆動によってサージタンク３１から循環配管３４に排出される。還元剤注入装置４０の薬液タンク４１内のヒドラジン水溶液が、弁４４を開いて注入ポンプ４２を駆動することにより、注入配管４３を通して循環配管３４内のシュウ酸水溶液に注入される。ｐＨ計８８で測定されたシュウ酸水溶液のｐＨ値に基づいて注入ポンプ４２（または弁４４の開度）を制御して循環配管３４内へのヒドラジン水溶液の注入量を調節することにより、浄化系配管１８に供給されるシュウ酸水溶液のｐＨが２．５に調節される。本実施例では、浄化系配管１８の内面にニッケル金属を付着させるとき、及びそのニッケル金属の皮膜の上に貴金属、例えば、白金を付着させるときに用いる還元剤であるヒドラジンが、還元除染の工程ではシュウ酸水溶液のｐＨを調整するｐＨ調整剤として用いられる。
【００８１】
ｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液が、循環配管３４から浄化系配管１８に供給され、浄化系配管１８の内面に形成された、放射性核種を含む酸化皮膜に接触する。この酸化皮膜は、シュウ酸によって溶解される。シュウ酸水溶液は、酸化皮膜を溶解しながら浄化系配管１８内を流れ、浄化系ポンプ１９及び再生熱交換器２０を通過して循環配管３４に戻される。循環配管３４に戻されたシュウ酸水溶液は、開閉弁６２を通って循環ポンプ３３で昇圧され、サージタンク３１に達する。このように、シュウ酸水溶液は、循環配管３４及び浄化系配管１８を含む閉ループ内を循環し、浄化系配管１８の内面の還元除染を実施してその内面に形成された酸化皮膜を溶解する。
【００８２】
酸化皮膜の溶解に伴って、シュウ酸水溶液の放射性核種濃度及びＦｅ濃度が上昇する。シュウ酸水溶液に含まれる放射性核種及びＦｅのそれぞれの濃度上昇を抑えるために、カチオン交換樹脂塔５３に通水する。すなわち、弁６９を開いて弁６８の開度を調節することにより、循環配管３４に戻されたシュウ酸水溶液の一部が、配管７０を通ってカチオン交換樹脂塔５３に導かれる。シュウ酸水溶液に含まれた放射性核種及びＦｅ等の金属陽イオンは、カチオン交換樹脂塔５３内の陽イオン交換樹脂に吸着されて除去される。カチオン交換樹脂塔５３から排出されたシュウ酸水溶液及び弁６８を通過したシュウ酸水溶液は、循環配管３４から浄化系配管１８に再び供給され、浄化系配管１８の還元除染に用いられる。
【００８３】
シュウ酸を用いた、炭素鋼部材（例えば、浄化系配管１８）の表面に対する還元除染では、炭素鋼部材の表面に難溶解性のシュウ酸鉄（II）が形成され、このシュウ酸鉄（II）により、炭素鋼部材の表面に形成された酸化皮膜のシュウ酸による溶解が抑制される場合がある。この場合には、弁６８を全開にし、弁６９を閉じてシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔５３への供給を停止し、酸化剤である過酸化水素を、循環配管３４内を流れるシュウ酸水溶液に注入する。この過酸化水素のシュウ酸水溶液への注入は、弁６０を開いて供給ポンプ５８を起動し、溶液タンク５７内の過酸化水素を供給配管５９及び配管７５を通して行われる。このとき、弁７４は閉じている。過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が循環配管３４から浄化系配管１８内に導かれ、浄化系配管１８の内面に形成されたシュウ酸鉄（II）に含まれるＦｅ（II）が、シュウ酸水溶液に含まれる過酸化水素の作用により、Ｆｅ（III）に酸化され、そのシュウ酸鉄（II）がシュウ酸鉄（III）錯体としてシュウ酸水溶液中に溶解する。すなわち、シュウ酸鉄（II）、及びシュウ酸水溶液に含まれる過酸化水素及びシュウ酸が、式（１）に示す反応により、シュウ酸鉄（III）錯体、水及び水素イオンを生成する。
【００８４】
２Ｆｅ（ＣＯＯ）2＋Ｈ2Ｏ2＋２（ＣＯＯＨ）2  →
２Ｆｅ[(ＣＯＯ)2]2−＋２Ｈ2Ｏ＋２Ｈ+        …（１）
浄化系配管１８の内面に形成されたシュウ酸鉄（II）が溶解され、シュウ酸水溶液に注入した過酸化水素が式（１）の反応によって消失したことが確認された後、弁６９を開いて弁６８の開度を調節し、循環配管３４内を流れて弁６６を通過したシュウ酸水溶液の一部を、配管７０を通してカチオン交換樹脂塔５３に供給する。シュウ酸水溶液に含まれる放射性核種等の金属陽イオンが、カチオン交換樹脂塔５３内の陽イオン交換樹脂に吸着されて除去される。なお、シュウ酸水溶液内の過酸化水素の消失は、循環配管３４からサンプリングしたシュウ酸水溶液に過酸化水素に反応する試験紙を付け、試験紙に現れる色を見ることによって確認できる。
【００８５】
浄化系配管１８の、還元除染箇所の線量率が設定線量率まで低下したとき、または、浄化系配管１８の還元除染時間が所定の時間に達したとき、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンを分解する。すなわち、還元除染剤分解工程が実施される。なお、還元除染箇所の線量率が設定線量率まで低下したことは、浄化系配管１８の還元除染箇所からの放射線を検出する放射線検出器の出力信号に基づいて求められた線量率により確認することができる。
【００８６】
シュウ酸及びヒドラジンの分解は、以下のようにして行われる。弁７４を開いて弁７３の開度を一部減少させ、循環配管３４内を流れて弁６８を通過した、ヒドラジンを含むシュウ酸水溶液は、弁７４を通って配管７５により分解装置５５に供給される。このとき、弁６０を開いて供給ポンプ５８を駆動することにより、薬液タンク５７内の過酸化水素が、供給配管５９を通して配管７５に供給され、分解装置５５内に流入する。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、分解装置５５内で、活性炭触媒及び供給された過酸化水素の作用により分解される。分解装置５５内でのシュウ酸及びヒドラジンの分解反応は、式（２）及び式（３）で表される。
【００８７】
（ＣＯＯＨ）2＋Ｈ2Ｏ2  →  ２ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ         ……（２）
Ｎ2Ｈ4＋２Ｈ2Ｏ2  →  Ｎ2＋４Ｈ2Ｏ                  ……（３）
シュウ酸及びヒドラジンの分解装置５５内での分解は、シュウ酸水溶液を循環配管３４及び浄化系配管１８を含む閉ループ内を循環させながら行われる。供給した過酸化水素がシュウ酸及びヒドラジンの分解のために分解装置５５で完全に消費されて分解装置５５から流出しないように、薬液タンク５７から分解装置５５への過酸化水素の供給量を、供給ポンプ５８の回転速度を制御して調節する。
【００８８】
還元除染剤分解工程においても、シュウ酸水溶液中にシュウ酸が存在すると、このシュウ酸水溶液と接触する、炭素鋼部材である浄化系配管１８の内面に、シュウ酸鉄（II）が形成される可能性がある。そこで、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンの分解がある程度進んだ段階で、供給ポンプ５８の回転速度を増大させ、分解装置５５から過酸化水素が流出するように、薬液タンク５７から分解装置５５への過酸化水素の供給量を増加させる。
【００８９】
分解装置５５から排出された、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液は、循環配管３４から浄化系配管１８に導かれる。炭素鋼部材である浄化系配管１８の内面に形成されたシュウ酸鉄（II）は、前述したように、その過酸化水素の作用によりシュウ酸鉄（III）錯体になりシュウ酸水溶液中に溶解する。シュウ酸水溶液中のシュウ酸等の分解が進んでいるため、シュウ酸鉄（II）に含まれるＦｅ（II）を溶解しやすいＦｅ（III）に変換するシュウ酸が不足し、循環配管３４の内面にＦｅ（ＯＨ）3が析出しやすくなる。このため、Ｆｅ（ＯＨ）3の析出を抑制するため、シュウ酸水溶液にギ酸を注入する。ギ酸の注入は、例えば、弁７８を開いて配管７９内にシュウ酸水溶液が流れている状態で前述のホッパ及びエゼクタ６１からギ酸をそのシュウ酸水溶液に供給してサージタンク３１に導くことにより行われる。供給されたギ酸は、シュウ酸水溶液に混合される。
【００９０】
供給されたギ酸を含むシュウ酸水溶液は、濃度の低下したシュウ酸及びヒドラジンに加え、分解装置５５から排出された過酸化水素を含んでいる。このギ酸及び過酸化水素を含むシュウ酸水溶液は、浄化系配管１８に供給される。シュウ酸水溶液に含まれる過酸化水素は浄化系配管１８内面に析出したシュウ酸鉄（II）を溶解し、ギ酸はＦｅ（ＯＨ）3を溶解する。シュウ酸水溶液は、循環配管３４及び浄化系配管１８を含む閉ループを循環するため、シュウ酸及びヒドラジンの分解も、分解装置５５内で継続される。
【００９１】
次に、シュウ酸の分解工程を終了するため、循環配管３４内を流れるシュウ酸水溶液の過酸化水素濃度を低下させてカチオン交換樹脂塔５３にシュウ酸水溶液を供給する。このため、弁６０を閉じて、ギ酸の注入を停止するために弁７８を閉じる。循環配管３４内を流れるシュウ酸水溶液への過酸化水素及びギ酸の注入が停止されると、シュウ酸水溶液中のこれらの濃度も低下する。シュウ酸水溶液の過酸化水素濃度が１ｐｐｍ以下になったとき、弁６９を開いて弁６８の開度を低減させ、カチオン交換樹脂塔５３にシュウ酸水溶液を供給する。シュウ酸水溶液に含まれる金属陽イオンは、前述したように、カチオン交換樹脂塔５３内の陽イオン交換樹脂で除去され、シュウ酸水溶液の金属陽イオン濃度が低下する。分解装置５５内でシュウ酸、ヒドラジン及びギ酸の分解は継続される。シュウ酸、ヒドラジン及びギ酸のうちでは、ヒドラジンが先に分解され、次いでシュウ酸が分解され、ギ酸が最後に残る。この状態でシュウ酸の分解工程を終了する。
【００９２】
以上に述べた化学除染が終了したとき、浄化系配管１８は、浄化系配管１８の内面から放射性核種を含む酸化皮膜が除去されて図４に示す状態になっており、浄化系配管１８の内面が前述した残存するギ酸を含む水溶液に接触している。
【００９３】
皮膜形成液の温度調整を行う（ステップＳ３）。弁６８及び７３を開けて弁６９及び７４を閉じる。循環ポンプ３２及び３３が駆動しているので、残存するギ酸を含む水溶液が循環配管３４及び浄化系配管１８を含む閉ループ内を循環する。そのギ酸を含む水溶液が、加熱器５１によって９０℃まで加熱される。このギ酸水溶液（後述の皮膜形成水溶液）の温度は、６０℃〜１００℃（６０℃以上１００℃以下）の範囲にすることが望ましい。さらに、弁６４を開いて弁６３を閉じる。これらの弁操作により、循環配管３４内を流れているギ酸水溶液がフィルタ５０に供給され、ギ酸水溶液に残留している微細な固形分がフィルタ５０によって除去される。微細な固形分をフィルタ５０によって除去しない場合には、浄化系配管１８の内面にニッケル金属皮膜を形成する際に、ニッケルギ酸水溶液を循環配管３４に注入したとき、その固形物の表面にもニッケル金属皮膜が形成され、注入したニッケルイオンが無駄に使用される。フィルタ５０へのギ酸水溶液の供給は、このようなニッケルイオンの無駄な使用を防止するためである。
【００９４】
ニッケルイオン水溶液を注入する（ステップＳ４）。弁６３を開いて弁６４を閉じ、フィルタ５０への通水を停止する。ニッケルイオン注入装置３５の弁３９を開いて注入ポンプ３７を駆動し、薬液タンク３６内のギ酸ニッケル水溶液を、注入配管３８を通して循環配管３４内を流れる、残存するギ酸を含む９０℃の水溶液に注入される。注入されるギ酸ニッケル水溶液のニッケルイオン濃度は、例えば、２００ｐｐｍである。
【００９５】
還元剤を注入する（ステップＳ５）。還元剤注入装置４０の弁４４を開いて注入ポンプ４２を駆動し、薬液タンク４１内の還元剤であるヒドラジンの水溶液を、注入配管４３を通して循環配管３４内を流れる、ニッケルイオン及びギ酸を含み９０℃の水溶液に注入する。注入されるヒドラジン水溶液のヒドラジン濃度は、例えば、２００ｐｐｍである。ヒドラジン水溶液は、ニッケルイオン及びギ酸を含み９０℃の水溶液のｐＨが４．０〜１１．０（４．０以上１１．０以下）の範囲になるように、例えば、４．０になるように、その水溶液への注入量が調節される。
【００９６】
ニッケルイオン、ギ酸及びヒドラジンを含みｐＨが４．０で９０℃の水溶液、すなわち、皮膜形成水溶液（皮膜形成液）は、循環ポンプ３２の駆動により、循環配管３４から浄化系配管１８に供給される。この皮膜形成水溶液８３が浄化系配管１８の内面に接触することにより、ニッケル金属皮膜８０が浄化系配管１８の内面に形成される（図５参照）。このニッケル金属皮膜８０の形成は、以下のようにして行われる。浄化系配管１８の内面とｐＨ４．０の皮膜形成水溶液８３との接触によって、皮膜形成水溶液８３に含まれるニッケルイオンと浄化系配管１８内のＦｅ（II）イオンとの置換反応が加速されて浄化系配管１８の内面に取り込まれるニッケルイオンの量が多くなり、皮膜形成水溶液８３への鉄（II）イオンの溶出が増大する。浄化系配管１８の内面に取り込まれたニッケルイオンは、皮膜形成水溶液８３に含まれるヒドラジンの作用によりニッケル金属となるため、浄化系配管１８の内面にニッケル金属皮膜８０が形成される。
【００９７】
ニッケルイオンと鉄（II）イオンとの置換反応は、浄化系配管１８の内面と接触する皮膜形成水溶液８３のｐＨが４．０のときに最も活発になり、浄化系配管１８の内面に取り込まれるニッケルイオンの量が最も多くなる。還元剤の注入により皮膜形成水溶液８３のｐＨが７等に大きくなると、取り込まれたニッケルイオンがニッケル金属になる量が増大する。
【００９８】
このため、ステップＳ４及びＳ５でのギ酸ニッケル水溶液及びヒドラジン水溶液の注入により生成された、ニッケルイオン、ギ酸及びヒドラジンを含む、ｐＨが例えば４である９０℃の水溶液を、循環配管３４から浄化系配管に供給して浄化系配管１８の内面に接触させる。これにより、浄化系配管１８の内面でのニッケルイオンと鉄（II）イオンとの置換反応を加速させる。その後、或る時間をおいて、ステップＳ５でヒドラジン水溶液をさらに循環配管３４に注入してニッケルイオン、ギ酸及びヒドラジンを含む、ｐＨが例えば７．０である９０℃の水溶液（皮膜形成水溶液）を浄化系配管１８内に供給することによって、置換反応によって浄化系配管１８の表面に取り込まれたニッケルイオンをニッケル金属に変換させるとよい。これによって、浄化系配管１８の内面でのニッケル金属皮膜の形成が促進される。
【００９９】
浄化系配管１８から循環配管３４に排出された皮膜形成水溶液８３は、循環ポンプ３３及び３２で昇圧され、ギ酸ニッケル水溶液及びヒドラジン水溶液のそれぞれが注入されて、再び、浄化系配管１８に注入される。このように、皮膜形成水溶液８３を、循環配管３４及び浄化系配管１８を含む閉ループ内を循環させることによって、やがて、ニッケル金属皮膜が、浄化系配管１８の、皮膜形成水溶液８３と接触する内面の全面を均一に覆う。このとき、浄化系配管１８の内面に存在するニッケル金属は、１平方センチメートル当たり５０μｇ（５０μｇ／ｃｍ2）となる。
【０１００】
ニッケル金属皮膜の形成が完了したかを判定する（ステップＳ６）。浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０が不十分な場合（その内面に存在するニッケル金属が５０μｇ／ｃｍ2未満の場合）には、ステップＳ４〜Ｓ６の各工程が繰り返される。浄化系配管１８の内面に存在するニッケル金属が５０μｇ／ｃｍ2になったとき、注入ポンプ３７を停止して弁３９を閉じて循環配管３４へのギ酸ニッケル水溶液の注入を停止すると共に注入ポンプ４２を停止して弁４４を閉じて循環配管３４へのヒドラジン水溶液の注入を停止し、浄化系配管１８の内面へのニッケル金属皮膜の形成を終了する。ギ酸ニッケル水溶液を循環配管３４に注入してからの経過時間が設定時間になったとき、浄化系配管１８の内面に存在するニッケル金属が５０μｇ／ｃｍ2になったと判定する。その設定時間は、炭素鋼試験片の表面のニッケル金属が５０μｇ／ｃｍ2になるまでの時間を予め測定することによって求められる。
【０１０１】
還元剤を分解する（ステップＳ７）。弁７４を開いて弁７３の開度の一部を閉じ、循環ポンプ３３で昇圧された皮膜形成水溶液８３の一部を、配管７５を通して分解装置５５に導く。さらに、薬液タンク５７内の過酸化水素を供給配管５９及び配管７５を通して分解装置５５に供給する。皮膜形成水溶液８３に含まれる、還元剤であるヒドラジンは、分解装置５５内で、活性炭触媒及び過酸化水素の作用により、窒素及び水に分解される。
【０１０２】
還元剤が分解された皮膜形成水溶液を浄化する（ステップＳ８）。ヒドラジン（還元剤）が分解された後、弁７３を開いて弁７４を閉じてヒドラジンを含まない皮膜形成水溶液８３の分解装置５５への供給を停止し、弁６７を開いて弁６６を閉じ、弁７１を開いて弁６８の開度の一部を閉じる。このとき、弁６９は閉じており、循環ポンプ３３及び３２は駆動している。浄化系配管１８から循環配管３４に戻されたヒドラジンを含まない皮膜形成水溶液８３は、冷却器５２で６０℃になるまで冷却される。さらに、この皮膜形成水溶液８３が混床樹脂塔５４に導かれ、皮膜形成水溶液８３に残留しているニッケルイオン、他の陽イオン及び陰イオンが、混床樹脂塔５４内の陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂に吸着されて除去される（第１浄化）。ヒドラジンを含まない６０℃の皮膜形成水溶液を、上記の各イオンが実質的になくなるまで、循環配管３４及び浄化系配管１８を循環させる。各イオンが実質的になくなった皮膜形成水溶液は、実質的に６０℃の水になる。
【０１０３】
白金イオン水溶液を注入する（ステップＳ９）。第１浄化工程が終了した後、弁６８を開いて弁７１を閉じ、弁４９を開いて注入ポンプ４７を駆動する。循環配管３４内を流れる水は、加熱器５１による加熱により６０℃に保たれる。この６０℃の水に、注入配管４８を通して薬液タンク４６内の白金イオンを含む水溶液（例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物（Ｎａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏ）の水溶液）が注入される。注入されるこの水溶液の白金イオンの濃度は、例えば、１ｐｐｍである。ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物の水溶液内では、白金がイオン状態になっている。６０℃の白金イオンを含む水溶液が、循環ポンプ３２及び３３の駆動により、循環配管３４から浄化系配管１８に供給され、浄化系配管１８から循環配管３４に戻される。その白金イオンを含む水溶液は、循環配管３４及び浄化系配管１８を含む閉ループ内を循環する。
【０１０４】
注入開始直後において、薬液タンク４６から循環配管３４と注入配管４８の接続点を通して循環配管３４に注入される、Ｎａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液のその接続点での白金濃度が、設定濃度、例えば、１ｐｐｍとなるように、予め、Ｎａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液の循環配管３４への注入速度を計算する。さらに、循環配管３４内を流れる６０℃の水内の白金イオンをその設定濃度にして、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜表面に所定量の白金を付着させるのに必要な、薬液タンク４６に充填するＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液の量を計算し、計算されたＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液の量を薬液タンク４６に充填する。計算されたＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液の循環配管３４への注入速度に合わせて注入ポンプ４７の回転速度を制御し、薬液タンク４６内のＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液を循環配管３４内に注入する。
【０１０５】
還元剤を注入する（ステップＳ１０）。ステップＳ５と同様に、薬液タンク４１内の還元剤であるヒドラジンの水溶液が、注入配管４３を通して循環配管３４内の、白金イオンを含む６０℃の水溶液に注入される。注入されるヒドラジン水溶液のヒドラジン濃度は、例えば、１００ｐｐｍである。
【０１０６】
ヒドラジン水溶液は、６０℃のＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液がヒドラジン水溶液の注入点である注入配管４３と循環配管３４の接続点に到達した以降に循環配管３４に注入される。この場合には、白金イオン及びヒドラジンを含む６０℃の水溶液８４が、循環配管３４から浄化系配管１８に供給される。しかし、より好ましくは、薬液タンク４６内に充填された所定量のＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液を全て循環配管３４内に注入し終わった直後にヒドラジン水溶液を循環配管３４に注入することが望ましい。この場合には、白金イオンを含む６０℃の水溶液が循環配管３４から浄化系配管１８に供給され、白金イオン水溶液の循環配管３４への注入が終了した後では、白金イオン及びヒドラジンを含む６０℃の水溶液８４（図６参照）が循環配管３４から浄化系配管１８に供給される。
【０１０７】
前者のヒドラジン水溶液の注入の場合には、ヒドラジンにより白金イオンを白金にする還元反応が、最初に、循環配管３４内を流れる、水溶液８４内で生じるのに対して、後者のヒドラジン水溶液の注入の場合には、既に、白金イオンが浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０の表面に吸着されており、この吸着された白金イオンがヒドラジンにより還元されるので、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０表面への白金８１の付着量がさらに増加する（図６参照）。
【０１０８】
ヒドラジン水溶液の注入開始直後において、薬液タンク４１から循環配管３４と注入配管４３の接続点を通して注入されるヒドラジン水溶液のその接続点でのヒドラジン濃度が、設定濃度、例えば、１００ｐｐｍとなるように、予め、ヒドラジン水溶液の循環配管３４への注入速度を計算する。さらに、循環配管３４内を流れる６０℃の白金イオンを含む水溶液内のヒドラジンをその設定濃度にして、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０表面に吸着された白金イオンを白金８１に還元するために必要な、薬液タンク４１に充填するヒドラジン水溶液の量を計算し、計算されたヒドラジン水溶液の量を薬液タンク４１に充填する。計算されたヒドラジン水溶液の循環配管３４への注入速度に合わせて注入ポンプ４２の回転速度を制御し、薬液タンク４１内のヒドラジン水溶液を循環配管３４内に注入する。
【０１０９】
なお、薬液タンク４６内のＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］・ｎＨ２Ｏの水溶液（白金イオンを含む水溶液）が、全量、循環配管３４に注入されたとき、注入ポンプ４７の駆動を停止して弁４９を閉じる。これにより、白金イオンを含む水溶液の循環配管３４への注入が停止される。また、薬液タンク４１内のヒドラジン水溶液（還元剤水溶液）が、全量、循環配管３４に注入されたとき、注入ポンプ４２の駆動を停止して弁４４を閉じる。これにより、ヒドラジン水溶液の循環配管３４への注入が停止される。
【０１１０】
ニッケル金属皮膜８０表面に吸着した白金イオンが注入されたヒドラジンによって還元されて白金８１となるため、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０表面に白金８１が付着する（図６参照）。
【０１１１】
白金の付着が完了したかを判定する（ステップＳ１１）。白金イオン水溶液及び還元剤水溶液の注入からの経過時間が所定時間になったとき、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０表面への所定量の白金の付着が完了したと判定する。その経過時間が所定時間に到達しないときには、ステップＳ９〜Ｓ１１の各工程が繰り返される。
【０１１２】
浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０の表面に所定量の白金が付着したことは、特開２０１４−４４１９０号公報の実施例３（図１０、図１１及び図１２）に記載されているように、水晶振動電極装置を循環ポンプ３３の上流側で循環配管３４に設置し、この水晶振動電極装置により測定する。水晶振動電極装置は、電極ホルダに形成された窪み内に水晶を取り付け、炭素鋼製の金属部材（浄化系配管１８の組成と同じ）を電極ホルダの開放端側で水晶の表面に取り付け、この金属部材と電極ホルダの間に存在する、水晶の表面をシール部材で覆って構成される。このような電極ホルダは循環配管３４内に配置され、金属部材の表面は循環配管３４内を流れる前述の皮膜形成水溶液８３に接触する。皮膜形成水溶液８３に接触する金属部材の表面にニッケル金属皮膜８０が形成される。ステップＳ６の工程での判定が「ＹＥＳ」となった後で白金イオン、ヒドラジンを含む６０℃の水溶液８４が、循環配管３４から浄化系配管１８に供給されて循環配管３４に戻され、循環配管３４内に配置された電極ホルダに設けられた金属部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜８０に接触する。このため、ニッケル金属皮膜８０の表面に白金８１が付着される。水晶への電圧の印加により水晶が振動し、水晶と共に白金８１が付着したニッケル金属皮膜８０が形成された金属部材も振動する。金属部材を含む水晶の振動数は、振動数測定装置で測定され、白金８１が付着した分、減少する。振動数測定装置で測定された振動数に基づいて、白金８１が付着される前とそれが付着された後の振動数の差、すなわち、ニッケル金属皮膜８０の表面に付着した白金８１の重量が求められる。この重量が設定重量になったとき、所定量の白金８１が浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０の表面に付着されたと判定する。
【０１１３】
ステップＳ６における、浄化系配管１８の内面へのニッケル金属皮膜８０の形成が完了したかの判定も、同様に、振動数測定装置で測定された、金属部材を含む水晶の振動数に基づいて行ってもよい。測定されたこの水晶の振動数に基づいて、その金属部材の表面にニッケル金属皮膜８０が形成される前とこの皮膜８０が形成された後の振動数の差である、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０の重量が求められる。このニッケル金属皮膜８０の重量が設定重量になったとき、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０に含まれるニッケル金属が５０μｇ／ｃｍ2になったと判定する。
【０１１４】
浄化系配管１８及び循環配管３４内に残留する水溶液を浄化する（ステップＳ１２）。浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０表面への白金８１の付着が完了したと判定された後、弁７１を開いて弁６８の開度の一部を閉じ、循環ポンプ３３で昇圧された水溶液８４を、混床樹脂塔５４に供給する。その水溶液８４に含まれる白金イオン、他の金属陽イオン（例えば、ナトリウムイオン）、ヒドラジン及びＯＨ基が、混床樹脂塔５４内のイオン交換樹脂に吸着し、その水溶液から除去される（第２浄化）。
【０１１５】
廃液を処理する（ステップＳ１３）。第２浄化工程が終了した後、ポンプ（図示せず）を有する高圧ホース（図示せず）により循環配管３４と廃液処理装置（図示せず）を接続する。第２浄化工程の終了後に、浄化系配管１８及び循環配管３４内に残存する、放射性廃液である水溶液は、そのポンプを駆動して循環配管３４から高圧ホースを通して廃液処理装置（図示せず）に排出され、廃液処理装置で処理される。浄化系配管１８及び循環配管３４内の水溶液が排出された後、洗浄水を浄化系配管１８及び循環配管３４内に供給し、循環ポンプ３２，３３を駆動してこれらの配管内を洗浄する。洗浄終了後、浄化系配管１８及び循環配管３４内の洗浄水を、上記の廃液処理装置に排出する。
【０１１６】
以上により、本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法が終了する。そして、浄化系配管１８に接続された皮膜形成装置３０を浄化系配管１８から取り外し、浄化系配管１８を復旧させる。
【０１１７】
本実施例では、浄化系配管１８の内面を覆うニッケル金属皮膜８０の形成、及びニッケル金属皮膜８０の表面への貴金属（例えば、白金８１）の付着を、皮膜形成装置３０を用いて、次の運転サイクルでＢＷＲプラント１を起動する前のＢＷＲプラント１の運転停止期間中に行うことができる。
【０１１８】
本実施例によれば、浄化系配管１８の、炉水と接触する内面に、この内面を覆うニッケル金属皮膜８０を形成するので、浄化系配管１８から、浄化系配管１８内を流れる水溶液８４へのＦｅ2+の溶出を防止することができ、浄化系配管１８の内面への貴金属（例えば、白金）の付着がＦｅ2+の溶出によって阻害されることがなくなり、その内面への貴金属の付着（具体的には、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０表面への貴金属の付着）に要する時間を短縮することができる。また、その内面への貴金属の付着を効率良く行うことができ、浄化系配管１８の内面への貴金属の付着量が増加する。
【０１１９】
本実施例では、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０には、５０μｇ／ｃｍ2のニッケル金属が存在する。このように、５０μｇ／ｃｍ2のニッケル金属が存在すると、ニッケル金属皮膜８０が、浄化系配管１８の、皮膜形成水溶液に接触する内面の全面を覆った状態となり、次の運転サイクルにおけるＢＷＲプラントの起動後において、浄化系配管１８内を流れる炉水が浄化系配管１８の母材と接触することが、そのニッケル金属皮膜８０によって、遮られる。このため、炉水に含まれる放射性核種の浄化系配管１８の母材への取り込みが生じない。
【０１２０】
浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０は、浄化系配管１８への白金の付着に要する時間を短縮させるだけでなく、後述の実施例２及び３で述べるように、付着した白金８１による浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０の腐食電位の低下と相俟って、浄化系配管１８の内面への、付着した白金によっても炉水に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜の形成に貢献する。
【０１２１】
皮膜形成水溶液に含まれたニッケルイオンが浄化系配管１８に含まれる鉄イオンと置換されて浄化系配管１８の内面に取り込まれ、皮膜形成水溶液に含まれるヒドラジン（還元剤）によりその内面に取り込まれたニッケルイオンが還元されてニッケル金属になる。このように、置換反応によって浄化系配管１８に取り込まれたニッケルイオンから還元剤の作用により生成されたニッケル金属は、浄化系配管１８の母材との密着性が非常に強い。このため、ニッケル金属皮膜８０は、浄化系配管１８からはがれることはない。
【０１２２】
本実施例では、浄化系配管１８の内面を還元除染した後、浄化系配管１８の内面にニッケル金属皮膜８０を形成するため、浄化系配管１８の内面に形成された、放射性核種を含む酸化皮膜の上にニッケル金属皮膜が形成されることはなく、浄化系配管１８から放出される放射線が低減され、浄化系配管１８の表面線量率が著しく低減される。
【０１２３】
シュウ酸水溶液を用いた、浄化系配管１８内面の還元除染時、及びシュウ酸の分解時において、炭素鋼部材である浄化系配管１８の内面に形成されたシュウ酸鉄（II）を、シュウ酸水溶液に注入した酸化剤（例えば、過酸化水素）の作用によって除去する。このシュウ酸鉄（II）の除去により、浄化系配管１８とニッケル金属皮膜８０の密着性が向上し、ニッケル金属皮膜８０が浄化系配管１８の内面からはがれることを防止できる。
【実施例２】
【０１２４】
本発明の好適な他の実施例である実施例２の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法を、図１０及び図１１を用いて以下に説明する。本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法は、少なくとも１つの運転サイクルでの運転を経験したＢＷＲプラントの浄化系配管に適用される。
【０１２５】
本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法では、実施例１の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法におけるステップＳ１〜Ｓ１３の各工程、及び新たなステップＳ１４〜Ｓ１７の各工程が実施される。本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法では、実施例１で用いられる皮膜形成装置３０がステップＳ１〜Ｓ１３の各工程で用いられ、さらに、新たな加熱システム９０がステップＳ１５及びＳ１６の各工程で用いられる。
【０１２６】
加熱システム９０の構成を、図１１を用いて説明する。加熱システム９０は、耐圧構造であって、循環配管９１、循環ポンプ９２、加熱器９３及び昇圧装置である弁９４を有する。循環ポンプ９２が循環配管９１に設けられ、加熱装置９３が循環ポンプ９２の上流で循環配管９１に設けられる。加熱装置９３は循環ポンプ９２の下流に配置してもよい。配管９５が循環ポンプ９２をバイパスしており、配管９５の一端部が循環ポンプ９２よりも上流で循環配管９１に接続され、配管９５の他端部が循環ポンプ９２よりも下流で循環配管９１に接続される。弁９４が配管９５に設けられる。開閉弁９６が循環配管９１の上流側端部に設けられ、開閉弁９７が循環配管の下流側端部に設けられる。
【０１２７】
皮膜形成装置を配管系から除去する（ステップＳ１４）。本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において、ステップＳ１〜Ｓ１３の各工程が実施された後、浄化系配管１８に接続されている皮膜形成装置３０が浄化系配管１８から取り外される。皮膜形成装置３０の循環配管３４の一端部が弁２３のフランジから取り外され、循環配管３４の他端部が弁２５のフランジから取り外される。
【０１２８】
加熱システムを配管系に接続する（ステップＳ１５）。加熱システム９０の循環配管９１（第３配管）の開閉弁９７側の一端部が、弁２３のフランジに接続され、浄化系ポンプ１９の上流側で浄化系配管１８に接続される。循環配管９１の開閉弁９６側の他端部が、弁２５のフランジに接続され、再生熱交換器２０と非再生熱交換器２１の間で浄化系配管１８に接続される。循環配管９１の両端が浄化系配管１８に接続され、浄化系配管１８及び循環配管９１を含む閉ループが形成される。
【０１２９】
２００℃以上の、酸素を含む水を、白金が付着されたニッケル金属皮膜に接触させる（ステップＳ１６）。酸化剤である酸素を含む水が、循環配管９１及び浄化系配管１８を含む閉ループ内に充填される。酸素を含む水の替りに、酸化剤である過酸化水素を含む水または酸素及び過酸化水素を含む水を用いてもよい。循環ポンプ９２を駆動して、酸素を含む水を、その閉ループ内で循環させる。循環ポンプ９２の回転速度を或る回転速度まで増加させ、その後、弁９４の開度を徐々に減少させて循環ポンプ９２から吐出される水の圧力を高める。加熱器９３により、その閉ループ内を循環する酸素を含む水を加熱し、その水の温度を上昇させる。このように、循環ポンプ９２から吐出される水の圧力を高めながら、その水の温度を上昇させる。弁９４が全閉になった後は、循環ポンプ９２の回転速度を、さらに、増加させる。このような操作により、その閉ループ内を循環する水の圧力が、例えば、１．６ＭＰａまで上昇し、水の温度は約２０１℃まで上昇する。閉ループ内を循環する水の圧力及び温度は、上記のそれぞれの値に保持される。なお、閉ループ内を循環する水の圧力を６ＭＰａまで上昇させると、その水の温度は、加熱器９３により、約２７６℃まで上昇させることができる。
【０１３０】
酸素を含む約２０１℃の水８５が、循環配管９１から浄化系配管１８に供給され、浄化系配管１８の内面に形成された、白金８１が付着したニッケル金属皮膜８０に接触する（図１３参照）。浄化系配管１８は、循環配管９１の両端部が接続された弁２３及び２５の付近を除いて、保温材（図示せず）で取り囲まれている。約２０１℃の水８５がニッケル金属皮膜８０に接触することによって、浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０のそれぞれが加熱され、それぞれの温度が約２０１℃になる。
【０１３１】
酸素を含む水８５、浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０のそれぞれが、２００℃以上の約２０１℃になるため、その水８５に含まれる酸化剤である酸素（Ｏ2）及び約２０１℃の水８５に含まれる一部の水分子を構成する酸素がニッケル金属皮膜８０内に移行し、浄化系配管１８に含まれるＦｅがＦｅ2+となってニッケル金属皮膜８０内に移行する（図１４参照）。水８５に含まれる一部の水分子を構成する酸素は、２００℃以上の水８５中では単独で移動し易くなり、ニッケル金属皮膜８０内に入り易くなる。ニッケル金属皮膜８０に付着した白金８１の作用により、浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０の腐食電位が低下する。ニッケル金属皮膜８０の腐食電位の低下、及び約２０１℃の高温環境の形成により、ニッケル金属皮膜８０内のニッケルがニッケル金属皮膜８０内に移行した酸素（水８５に含まれる酸化剤及びこの水８９の一部の水分子を構成する酸素）及びＦｅ2+と反応し、Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライト（ＮｉＦｅ2Ｏ4）が生成される。このため、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０がこのニッケルフェライトの皮膜８２に変換され、ニッケルフェライト皮膜８２が浄化系配管１８の内面を覆うことになる（図１５参照）。ニッケルフェライト皮膜８２が、浄化系配管１８の、ニッケル金属皮膜８０が覆っていた内面全体を覆う。ニッケルフェライト皮膜８２上に白金８１が付着している。生成されたＮｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライトは、約２０１℃の高温環境下で形成されるため、Ｎｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4よりも結晶が大きくなっている。
【０１３２】
加熱システムを配管系から取り外す（ステップＳ１７）。ニッケルフェライト皮膜８２が浄化系配管１８の内面を覆って形成された後、浄化系配管１８に接続されている加熱システム９０が浄化系配管１８から取り外される。加熱システム９０の循環配管９１の一端部が弁２３のフランジから取り外され、循環配管９１の他端部が弁２５のフランジから取り外される。その後、浄化系配管１８が復旧される。
【０１３３】
そして、燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、白金８１が付着したニッケルフェライト皮膜８２が内面に形成された浄化系配管１８を有するＢＷＲプラント１が起動される。浄化系配管１８内を流れる炉水は、ニッケルフェライト皮膜８２が形成されているため、浄化系配管１８の母材に直接接触することはない。
【０１３４】
本実施例は実施例１で生じた各効果を得ることができる。
【０１３５】
さらに、ニッケル金属皮膜８０に付着した白金８１により浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０の腐食電位が低下した状態で、かつ２００℃以上である約２０１℃の高温環境下で、前述したように、ニッケル金属皮膜８０から生成された、Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライトの皮膜８２は、ＢＷＲプラント１の運転中においても、付着した白金８１の作用により炉水中に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜である。このように生成された、付着した白金８１の作用によっても炉水中に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜８２は、６０℃〜１００℃の低い温度範囲で生成されたＮｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4皮膜よりも長期に亘って浄化系配管１８への放射性核種の付着を抑制することができる。具体的には、浄化系配管１８の内面に形成されたその安定なニッケルフェライト皮膜８２は、複数の運転サイクル、例えば、５つの運転サイクル（例えば、５年間）に亘って浄化系配管１８への放射性核種の付着を抑制することができる。このため、浄化系配管１８に対して実施される化学除染の回数を減少させることができる。
【０１３６】
前述したように、ニッケル金属皮膜８０と浄化系配管１８の母材との密着性が非常に強いため、本実施例で生成されたニッケルフェライト皮膜８２と浄化系配管１８の母材との密着性も非常に強くなる。ニッケルフェライト皮膜８２も、浄化系配管１８からはがれることはない。
【０１３７】
本実施例では、ニッケル金属皮膜８０の、浄化系配管１８の内面への形成、及び白金８１のニッケル金属皮膜８０への付着が、ＢＷＲプラント１の運転停止後で再起動前のＢＷＲプラント１の運転停止中に行われ、さらに、ニッケル金属皮膜８０のニッケルフェライト皮膜８２への変換もＢＷＲプラント１の運転停止中に行われるため、後述の実施例３のように、ＢＷＲプラント１の起動時においてニッケル金属皮膜８０に含まれるニッケルの炉水への溶出が生じなく、白金８１が付着したニッケルフェライト皮膜８２により、原子炉出力が１００％出力になるまでのＢＲＷプラント１の起動時における浄化系配管１８への放射性核種の付着を抑制することができる。
【０１３８】
浄化系配管１８の内面に白金を直接付着させた場合には、ステンレス鋼製の構成部材（例えば、再循環系配管６）での応力腐食割れの発生を抑制するために、ＢＷＲプラントの運転中においてＲＰＶ３内の炉水に水素注入を注入したとしても、この水素を含む炉水が浄化系配管１８内に流入して炭素鋼製の浄化系配管１８の内面に接触すると、浄化系配管１８の内面に付着した白金の作用により、浄化系配管１８の腐食電位が上昇する。この結果、浄化系配管１８の内面に酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜に炉水に含まれる放射性核種が取り込まれるため、浄化系配管１８の表面線量率は上昇する。
【０１３９】
これに対し、本実施例では、ＢＷＲプラント１の運転中において水素を炉水に注入しているときでも、ニッケルフェライト皮膜８２に付着している白金８１の作用により、浄化系配管１８及びニッケルフェライト皮膜８２の腐食電位が低下するため、浄化系配管１８及びニッケルフェライト皮膜８２への放射性核種の取り込みが生じない。
【実施例３】
【０１４０】
本発明の好適な他の実施例である実施例３の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法を、図１２を用いて以下に説明する。本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法は、少なくとも１つの運転サイクルでの運転を経験したＢＷＲプラントの浄化系配管に適用される。
【０１４１】
本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法では、実施例１の原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法におけるステップＳ１〜Ｓ１３の各工程、及び新たなステップＳ１４、Ｓ１８及びＳ１９の各工程が実施される。本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法では、実施例１で用いられる皮膜形成装置３０がステップＳ１〜Ｓ１３の各工程で用いられる。さらに、本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法は、実施例２の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法においてステップＳ１５〜Ｓ１７の各工程をＳ１８及びＳ１９の各工程に替えた方法である。
【０１４２】
皮膜形成装置を配管系から除去する（ステップＳ１４）。ステップＳ１〜Ｓ１３の各工程が実施された後、実施例２と同様に、皮膜形成装置３０が浄化系配管１８から取り外され、浄化系配管１８が復旧される。
【０１４３】
原子力プラントを起動させる（ステップＳ１８）。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、ニッケル金属皮膜８０が内面に形成された浄化系配管１８を有するＢＷＲプラント１が起動される。
【０１４４】
２００℃以上の炉水を白金が付着されたニッケル金属皮膜に接触させる（ステップＳ１９）。ＢＷＲプラント１が起動されたとき、ＲＰＶ３内のダウンカマに存在する炉水は、前述したように、再循環系配管６及びジェットポンプ５を通って炉心４に供給される。炉心から吐出された炉水は、ダウンカマに戻される。炉心４から制御棒（図示せず）が引き抜かれて炉心４が未臨界状態から臨界状態になり、炉心４内の炉水が燃料棒内の核燃料物質の核分裂で生じる熱で加熱される。炉心４では蒸気が発生していない。さらに、制御棒が炉心４から引き抜かれ、原子炉２の昇温昇圧工程において、ＲＰＶ３内の圧力が定格圧力まで上昇され、その核分裂で生じる熱によって炉水が加熱されてＲＰＶ３内の炉水の温度が定格温度（２８０℃）まで上昇される。ＲＰＶ３内の圧力が定格圧力になり、炉水温度が定格温度に上昇した後、炉心４からのさらなる制御棒の引き抜き、及び炉心４に供給される炉水の流量増加により、原子炉出力が定格出力（１００％出力）まで上昇される。定格出力を維持した、ＢＷＲプラント１の定格運転が、その運転サイクルの終了まで継続される。原子炉出力が、例えば、１０％出力まで上昇したとき、炉心４で発生した蒸気が主蒸気配管８を通してタービン９に供給され、発電が開始される。
【０１４５】
炉水８６には、酸素及び過酸化水素が含まれている。酸素及び過酸化水素は、ＲＰＶ３内で炉水８６の放射線分解により生成される。ＲＰＶ３内の炉水８６は、再循環系配管６から浄化系配管１８内に導かれ、浄化系配管１８の内面に形成されている、白金８１が付着したニッケル金属皮膜８０に接触する（図１３参照）。原子炉２の昇温昇圧工程において、前述の核分裂で生じる熱による炉水の加熱により、このニッケル金属皮膜８０に接触する炉水８６の温度は、上昇し、やがて、２００℃以上になり、定格出力時には２８０℃まで上昇する。炉水８６の温度が２００℃以上になると、ニッケル金属皮膜８０及び保温材で取り囲まれている浄化系配管１８のそれぞれの温度も２００℃以上になる。この結果、炉水８６に含まれる酸化剤である酸素及び２００℃以上の炉水８６に含まれる一部の水分子を構成する酸素がニッケル金属皮膜８０内に移行し、浄化系配管１８に含まれるＦｅがＦｅ2+となってニッケル金属皮膜８０内に移行する（図１４参照）。炉水９０に含まれる一部の水分子を構成する酸素も、２００℃以上の炉水９０中では単独で移動し易くなり、Ｎｉ0.7Ｆｅ2.3Ｏ4皮膜８５内に入り易くなる。ニッケル金属皮膜８０に付着した白金８１の作用による、浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０のそれぞれの腐食電位の低下、及び約２００℃以上の高温環境の形成により、ニッケル金属皮膜８０内のニッケルが移行した酸素（炉水８６に含まれる酸化剤及びこの炉水８６の一部の水分子を構成する酸素）及びＦｅ2+と反応し、Ｎｉ1-xＦｅ2+xＯ4においてｘが０であるニッケルフェライト（ＮｉＦｅ2Ｏ4）が生成される。
【０１４６】
このため、浄化系配管１８の内面に形成されたニッケル金属皮膜８０がニッケルフェライトの皮膜８２に変換され、ニッケルフェライト皮膜８２が浄化系配管１８の内面を覆うことになる（図１５参照）。ニッケルフェライト皮膜８２が、浄化系配管１８の、ニッケル金属皮膜８０が覆っていた内面全体を覆う。ニッケルフェライト皮膜８２上に白金８１が付着している。
【０１４７】
本実施例は実施例２で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例では、実施例２のように、皮膜形成装置３０を浄化系配管１８から取り外した後における加熱システム９０の浄化系配管１８への接続作業、及びニッケルフェライト皮膜８２が浄化系配管１８の内面に形成された後における加熱システム９０の浄化系配管１８からの取り外し作業を行う必要がない。皮膜形成装置３０を浄化系配管１８から取り外した後に、ＢＷＲプラント１を起動させるだけで、浄化系配管１８の内面に形成されて白金８１が付着されたニッケル金属皮膜８０を白金８１が付着されたニッケルフェライト皮膜８２に変えることができる。このため、浄化系配管１８の内面へのニッケルフェライト皮膜８２の形成に要する時間を、加熱システム９０の浄化系配管１８への接続及び加熱システム９０の浄化系配管１８からの取り外しの各作業を実施しない分、実施例２よりも短縮することができる。
【０１４８】
本実施例では、ニッケル金属皮膜８０の、浄化系配管１８の内面への形成、及び白金８１のニッケル金属皮膜８０への付着が、実施例２と同様に、ＢＷＲプラント１の運転停止中に行われるが、ニッケル金属皮膜８０のニッケルフェライト皮膜８２への変換が、実施例２と異なり、ＢＷＲプラント１の起動後に行われる。このため、炉水の温度が２００℃未満の状態では、ニッケル金属皮膜８０がニッケルフェライト皮膜８２に変わっていなく、浄化系配管１８の内面が、白金８１が付着したニッケル金属皮膜８０で覆われている（図１３参照）。この状態でも、白金８１の作用により、炉水８６が接触しているニッケル金属皮膜８０、さらには、浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０のそれぞれの腐食電位が低下し、ニッケル金属皮膜８０及び浄化系配管１８への放射性核種の取り込みは生じない。このように、浄化系配管１８への放射性核種の付着が抑制される。
【０１４９】
炉水８６がニッケル金属皮膜８０に接触する状態では、極微量であるがニッケル金属皮膜８０に含まれるニッケルが炉水８６中に溶出する。炉水８６がニッケル金属皮膜８０に接触する期間が長くなる、例えば、一つの運転サイクルの期間に亘ると、ニッケル金属皮膜８０が消失する可能性もある。しかしながら、本実施例では、ＢＷＲプラント１の起動時における昇温昇圧工程で炉水８６の温度が２００℃以上になると、前述したように、白金８１が付着されて炉水８６に接触しているニッケル金属皮膜８０がニッケルフェライト皮膜８２に変わるので、運転サイクルのほとんど大部分の期間では、白金８１の作用によっても溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜８２が浄化系配管１８の内面を覆っているため、ニッケルフェライト皮膜８２により、浄化系配管１８への放射性核種の付着が抑制される。ニッケル金属皮膜８０が浄化系配管１８の内面を覆っている、炉水８６の温度が２００℃未満の期間は、一つの運転サイクルの期間において極短い期間である。このため、ニッケル金属皮膜８０から炉水８６に溶出するニッケルの量は極僅かであり、ニッケル金属皮膜８０の厚みはほとんど変化しない。
【０１５０】
実施例２及び３において浄化系配管１８の内面に形成されたニッケルフェライト皮膜８２によって浄化系配管１８の内面への放射性核種の付着が抑制されるが、複数の運転サイクルでのＢＷＲプラント１の運転により、極少量ずつではあるが各運転サイクルにおいて放射性核種が浄化系配管１８の内面に付着して蓄積される。このため、例えば、５つの運転サイクル（５年間）に亘るＢＷＲプラント１の運転が終了した後、ＢＷＲプラント１の運転停止期間においてＢＷＲプラント１の浄化系配管１８に皮膜形成装置３０が接続され（ステップＳ１）、この浄化系配管１８に対して還元除染が実施され、放射性核種が付着したニッケルフェライト皮膜８２が除去される（ステップＳ２）。
【０１５１】
さらに、還元除染が実施されてニッケルフェライト皮膜９１が除去された浄化系配管１８に対して、実施例３の放射性核種の付着抑制方法におけるステップＳ３〜Ｓ１４、Ｓ１８及びＳ１９の各工程が実施される。この結果、浄化系配管１８の内面に、白金８１が表面に付着したニッケルフェライト皮膜８２が形成される。このニッケルフェライト皮膜８２が形成された状態で、ＢＷＲプラント１が、例えば、次の５つの運転サイクルに亘って、還元除染を実施しないで運転される。なお、還元除染が実施されてニッケルフェライト皮膜９１が除去された浄化系配管１８に対して、実施例２の放射性核種の付着抑制方法におけるステップＳ３〜Ｓ１７の各工程を実施してもよい。
【実施例４】
【０１５２】
本発明の好適な他の実施例である実施例４の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法を、図１６及び図１７を用いて以下に説明する。本実施例の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法は、１つの運転サイクルでの運転を経験していない新設のＢＷＲプラントの浄化系配管に適用される。
【０１５３】
本実施例における原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法は、実施例３の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法においてステップＳ１〜Ｓ８及びＳ１４の各工程をステップＳ２０〜Ｓ２２及びＳ１４Ａの各工程に替えたものである。本実施例における原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法でも、実施例３の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法で実施されるステップＳ９〜Ｓ１３、Ｓ１８及びＳ１９の各工程が実施される。
【０１５４】
ここでは、ステップＳ２０〜Ｓ２２及びＳ１４Ａの各工程を主に説明する。
【０１５５】
炭素鋼製の配管の内面にクロムを蒸着させ、その内面にクロム金属皮膜を形成する（ステップＳ２０）。クロムの沸点は、２６７１℃である。クロムを入れたるつぼを加熱してるつぼ内のクロムを溶融し、溶融したクロムの温度が２６７１℃を超えると、クロムの蒸気が発生する。発生したクロムの蒸気を、炭素鋼部材である浄化系配管１８に用いられる、直管である炭素鋼製の配管内に導き、この配管の内面全体に亘ってクロムを蒸着させる。この結果、その配管の内面全体に亘ってこの内面全体を覆う所定の厚みのクロム金属皮膜が形成される。浄化系配管１８の曲り部に用いられる炭素鋼製の曲り管の内面にも、同様にクロムが蒸着され、この内面全体を覆う所定厚みのクロム金属皮膜が形成される。所定厚みのクロム金属皮膜は、５０μｇ／ｃｍ2の割合のクロム金属を含んでいる。クロムが内面に蒸着されるそれらの配管及び曲り管は、炭素鋼製の配管要素である。
【０１５６】
なお、炭素鋼製の配管要素（直管及び曲り管）の内面に、蒸着以外に、メッキによってクロム金属皮膜を形成してもよい。
【０１５７】
内面にクロム金属皮膜を形成した複数の配管を接続して原子力プラントの浄化系配管を形成する（ステップＳ２１）。試運転等の初めての運転を開始する前の新設のＢＷＲプラント１の建設中に、ステップＳ２０で内面にクロム金属皮膜を形成した複数の配管、及び曲り管を互いに溶接により接続して、原子力プラント１の浄化系配管１８を形成する。このような接続により形成された内面にクロム金属皮膜８０Ａを形成している浄化系配管１８（図１８参照）は、図２に示す弁２３及び弁２５に接続され、少なくとも弁２３と弁２５の間に配置される。この浄化系配管１８は、再循環系配管６に連絡され、非再生熱交換器２１にも連絡される。浄化系ポンプ１９、弁２４及び再生熱交換器２０が、内面にクロム金属皮膜８０Ａを形成した浄化系配管１８に設けられる。
【０１５８】
貴金属注入対象の配管系に貴金属注入装置を接続する（ステップＳ２２）。図１７に示す貴金属注入装置３０ＡをステップＳ２１で形成された浄化系配管１８に接続する。具体的には、実施例１におけるステップＳ１での皮膜形成装置３０の浄化系配管１８（第１配管）への接続と同様に、貴金属注入装置３０Ａの循環配管３４（第２配管）の開閉弁７７側の一端部を、弁２３のフランジに接続して浄化系ポンプ１９の上流側で浄化系配管１８に接続する。この循環配管３４の開閉弁６２側の他端部を、弁２５のフランジに接続して再生熱交換器２０の下流側で浄化系配管１８に接続する。これにより、貴金属注入装置３０Ａの循環配管３４及び浄化系配管１８を含む閉ループが形成される。なお、貴金属注入装置３０Ａは、前述の皮膜形成装置３０からニッケルイオン注入装置３５が除去された構成を有する。
【０１５９】
その後、ステップＳ９での白金イオンを含む水溶液の循環配管３４への注入、及びスッテップＳ１０でのヒドラジン水溶液の循環配管３４への注入が実施され、白金イオン及びヒドラジンを含む６０℃の水溶液８４が、循環配管３４から浄化系配管１８に供給される。この水溶液８４が浄化系配管１８の内面に形成されたクロム金属皮膜８０Ａの表面に接触し（図１８参照）、その水溶液８４に含まれる白金イオンがクロム金属皮膜８０Ａの表面に吸着される。その水溶液８４に含まれた還元剤であるヒドラジンにより、クロム金属皮膜８０Ａの表面に吸着された白金イオンが還元されて白金８１になる。この結果、クロム金属皮膜８０Ａの表面に白金８１が付着される（図１９参照）。
【０１６０】
ステップＳ１１の判定が「ＹＥＳ」になったとき、ステップＳ１２（浄化）及びＳ１３（廃液処理）の各工程が順次実施される。ステップＳ２２及びＳ９〜Ｓ１３の各工程は、新設のＢＷＲプラント１において最初の運転が開始される前に実施される。
【０１６１】
貴金属注入装置を配管系から除去する（ステップＳ１４Ａ）。ステップＳ１３の工程が実施された後、貴金属注入装置３０Ａが浄化系配管１８から取り外され、浄化系配管１８が復旧される。その後、新設のＢＷＲプラント１の起動（ステップＳ１８）、及び２００℃以上の炉水８６の、白金が付着されたクロム金属皮膜８０Ａへの接触（ステップＳ１９）（図２０参照）がそれぞれ実施される。
【０１６２】
そのＢＷＲプラント１が起動され、やがて、２００℃以上の炉水８６が浄化系配管１８内面の白金８１が付着されたクロム金属皮膜８０Ａの表面に接触する。２００℃以上の温度の炉水８６の接触により、炉水８６に含まれる酸化剤である酸素及び２００℃以上の炉水８６に含まれる一部の水分子を構成する酸素、及び浄化系配管１８からのＦｅ2+のそれぞれがクロム金属皮膜８０Ａ内に移行する（図２１参照）。付着した白金８１の作用による、浄化系配管１８及びクロム金属皮膜８０Ａのそれぞれの腐食電位の低下、及び約２００℃以上の高温環境の形成により、クロム金属皮膜８０Ａ内のクロムが移行した酸素及びＦｅ2+と反応し、クロムフェライト（ＦｅＣｒ2Ｏ4）が生成される。この結果、浄化系配管１８の内面が、表面に白金８１が付着したクロムフェライト皮膜８２Ａによって覆われる（図２２参照）。ＢＷＲプラント１は、浄化系配管１８の内面が表面に白金８１を付着したクロムフェライト皮膜８２Ａで覆われた状態で、起動後の１つの運転サイクルにおいて運転が継続される。
【０１６３】
本実施例では、ステップＳ２０〜Ｓ２２，Ｓ９〜Ｓ１３及びＳ１４Ａの各工程は、ＢＷＲプラント１の初めての運転を開始する前、すなわち、ＢＷＲプラント１が停止しているときに行われる。
【０１６４】
本実施例によれば、浄化系配管１８の、炉水と接触する内面に、この内面を覆うクロム金属皮膜８０Ａを形成するので、浄化系配管１８から白金イオンを含む水溶液へのＦｅ2+の溶出を防止することができ、実施例１と同様に、浄化系配管１８の内面への貴金属（例えば、白金）の付着に要する時間を短縮することができる。また、その内面への貴金属の付着を効率良く行うことができ、浄化系配管１８の内面への貴金属の付着量が増加する。
【０１６５】
浄化系配管１８の内面を覆うクロム金属皮膜は蒸着により形成されるので、クロム金属皮膜は、浄化系配管１８との密着性が強く、浄化系配管１８からはがれない。新設のＢＷＲプラント１の浄化系配管１８の内面にクロム金属皮膜が形成されているので、実施例１〜３のように、クロム金属皮膜の形成前に浄化系配管１８を還元除染する必要がない。
【０１６６】
本実施例では、クロム金属皮膜８０Ａに付着した白金８１の作用により浄化系配管１８及びクロム金属皮膜８０Ａの腐食電位が低下した状態で、かつ２００℃以上の高温環境下で、前述したように、クロム金属皮膜８０Ａから生成されたクロムフェライト皮膜８２Ａは、ＢＷＲプラント１の運転中においても、付着した白金８１の作用により炉水中に溶出しない安定なクロムフェライト皮膜である。浄化系配管１８の内面を覆うクロムフェライト皮膜８２Ａは、長期に亘って、具体的には、複数の運転サイクル、例えば、５つの運転サイクル（例えば、５年間）に亘って浄化系配管１８への放射性核種の付着を抑制することができる。このため、浄化系配管１８に対して実施される化学除染の回数を減少させることができる。また、クロムフェライト皮膜８２Ａも、浄化系配管１８からはがれることはない。
【０１６７】
本実施例では、ＢＷＲプラント１の運転中において水素を炉水に注入しているときでも、クロムフェライト皮膜８２Ａに付着している白金８１の作用により、浄化系配管１８及びクロムフェライト皮膜８２Ａの腐食電位が低下するため、浄化系配管１８及びクロムフェライト皮膜８２Ａへの放射性核種の取り込みが生じない。
【０１６８】
また、本実施例では、ＢＷＲプラント１の起動によってクロム金属皮膜８０Ａのクロムフェライト皮膜８２Ａへの変換が行われるため、実施例２のように、浄化系配管１８への加熱システム９０の浄化系配管１８への接続及び浄化系配管１８からの加熱システム９０の取り外しの各作業が不要になり、クロムフェライト皮膜８２Ａの形成に要する時間が短縮される。さらに、ＢＷＲプラント１の起動後で浄化系配管１８の内面にクロムフェライト皮膜８２Ａが形成されるまでの期間では、クロム金属皮膜８０Ａによって浄化系配管１８への放射性核種の付着を抑制することができる。
【０１６９】
本実施例では、蒸着によって内面にクロム金属皮膜を形成した、炭素鋼製の複数の配管要素である直管及び曲り管を溶接で接続して浄化系配管１８が形成されるので、形成された浄化系配管１８では、クロム金属皮膜８０Ａが直管及び曲り管の各溶接部の内面に形成されていない。このため、それらの溶接部の内面には、クロムフェライト皮膜８２Ａが形成されなく、ＢＷＲプラント１の運転中において、放射性核種が各溶接部の内面に付着する。浄化系配管１８への放射性核種の付着量は、ニッケルフェライト皮膜８２を浄化系配管１８の内面に形成する実施例２及び３に比べて増加する。しかしながら、弁２３と弁２５の間での浄化系配管１８の全長に対する弁２３と弁２５の間における全ての溶接部の合計長さの割合よりも、浄化系配管のその全長に対する浄化系配管１８の、クロムフェライト皮膜８２Ａが形成された部分の長さの割合がはるかに大きいので、クロムフェライト皮膜８２Ａによる浄化系配管１８の内面への放射性核種の付着抑制効果は大きいと言える。
【０１７０】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法の替りに、実施例２の炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法においてステップＳ１〜Ｓ８及びＳ１４の各工程をステップＳ２０〜Ｓ２２及びＳ１４Ａの各工程に替えた放射性核種の付着抑制方法を実施してもよい。
【０１７１】
クロムフェライト皮膜８２Ａによって浄化系配管１８の内面への放射性核種の付着が抑制されるが、ニッケルフェライト皮膜８２を浄化系配管１８の内面に形成した場合と同様に、複数の運転サイクルに亘って、極少量ずつ、放射性核種が浄化系配管１８の内面に付着して蓄積される。このため、例えば、５つの運転サイクルに亘る運転が終了した後、ＢＷＲプラント１の運転停止期間において浄化系配管１８に対する還元除染が実施される（前述のステップＳ１及びＳ２を実施）。この還元除染により、放射性核種が付着したクロムフェライト皮膜８２Ａが浄化系配管１８の内面から除去される。その後、上記の運転停止期間において、実施例２におけるステップＳ３〜Ｓ１７の各工程または実施例３におけるステップＳ３〜Ｓ１４，Ｓ１８及びＳ１９の各工程が実施され、浄化系配管１８の内面に、表面に白金８１が付着したニッケルフェライト皮膜８２が形成される。還元除染後にニッケルフェライト皮膜８２を形成する理由は、ＲＰＶ３に連絡されている浄化系配管１８の内面に、蒸着によりクロムを付着させることができないからである。
【０１７２】
実施例１ないし４のそれぞれは、加圧水型原子力プラント及びカナダ型重水冷却圧力管型原子力プラントの炉水に接触する炭素鋼部材に対して適用することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１…沸騰水型原子力プラント、２…原子炉圧力容器、４…炉心、６…再循環系配管、９…タービン、１１…給水配管、１８…浄化系配管、３０…皮膜形成装置、３０Ａ…貴金属注入装置、３１…サージタンク、３２，３３，９２…循環ポンプ、３４，９１…循環配管、３５…ニッケルイオン注入装置、３６，４１，４６，５７…薬液タンク、３７，４２，４７…注入ポンプ、４０…還元剤注入装置、４５…白金イオン注入装置、５１，９３…加熱器、５２…冷却器、５３…カチオン交換樹脂塔、５４…混床樹脂塔、５５…分解装置、５６…酸化剤供給装置、５８…供給ポンプ、８０…ニッケル金属皮膜、８１…白金、８２…ニッケルフェライト皮膜、９０…加熱システム。
【図１】
2018048831.tif 000003
【図２】
2018048831.tif 000004
【図３】
2018048831.tif 000005
【図４】
2018048831.tif 000006
【図５】
2018048831.tif 000007
【図６】
2018048831.tif 000008
【図７】
2018048831.tif 000009
【図８】
2018048831.tif 000010
【図９】
2018048831.tif 000011
【図１０】
2018048831.tif 000012
【図１１】
2018048831.tif 000013
【図１２】
2018048831.tif 000014
【図１３】
2018048831.tif 000015
【図１４】
2018048831.tif 000016
【図１５】
2018048831.tif 000017
【図１６】
2018048831.tif 000018
【図１７】
2018048831.tif 000019
【図１８】
2018048831.tif 000020
【図１９】
2018048831.tif 000021
【図２０】
2018048831.tif 000022
【図２１】
2018048831.tif 000023
【図２２】
2018048831.tif 000024