(57)【要約】【課題】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。【解決手段】  本発明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、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イオンと錯体形成可能な安定化剤を供給する工程（Ｓ４）と、表面にニッケルイオンを含む溶液を供給し、ニッケルイオンと安定化剤とで形成された錯体を表面に付着させる工程（Ｓ５）と、表面に第１の還元剤を供給し、錯体中のニッケルイオンを還元して表面にニッケル金属皮膜を形成する工程（Ｓ６）と、表面に貴金属イオンを含む溶液を供給し、ニッケル金属皮膜の表面に貴金属イオンを付着させる工程（Ｓ１０）と、表面に第２の還元剤を供給し、貴金属イオンを還元してニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させる工程（Ｓ１１）を有する。【選択図】図６
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【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イオンと錯体形成可能な安定化剤を供給する工程と、
前記炭素鋼部材の表面にニッケルイオンを含む溶液を供給し、前記ニッケルイオンと前記安定化剤とで形成された錯体を前記炭素鋼部材の表面に付着させる工程と、
前記炭素鋼部材の表面に第１の還元剤を供給し、前記錯体中の前記ニッケルイオンを還元して前記炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成する工程と、
前記炭素鋼部材の表面に貴金属イオンを含む溶液を供給し、前記ニッケル金属皮膜の表面に前記貴金属イオンを付着させる工程と、
前記炭素鋼部材の表面に第２の還元剤を供給し、前記貴金属イオンを還元して前記ニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させる工程とを有す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】
前記安定化剤はアンモニアである請求項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に含まれるニッケル金属は、５０μｇ／ｃｍ２の割合で前記炭素鋼部材の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４】
前記ニッケル金属皮膜の形成は、前記ニッケルイオンと前記安定化剤との錯体及び前記第１の還元剤を含む皮膜形成水溶液を前記炭素鋼部材の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、前記貴金属イオン及び前記第２の還元剤を含む水溶液を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１から３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。
【請求項５】
前記ニッケル金属皮膜の形成は、化学除染液の分解中もしくは分解後に酸化剤を注入し、前記炭素鋼部材の表面に水酸化鉄を形成させた後、前記炭素鋼部材の表面に前記皮膜形成水溶液を接触させることによって行われる請求項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６】
前記皮膜形成水溶液のｐＨが４．０以上１１．０以下の範囲である請求項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７】
前記ニッケル金属皮膜の形成は、前記炭素鋼部材の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から３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。
【請求項８】
前記炭素鋼部材の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】
前記炭素鋼部材の表面の前記化学除染に用いられるシュウ酸水溶液に、前記安定化剤を注入する請求項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。
【請求項１０】
前記ニッケル金属皮膜を形成する工程が、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配管を通して前記ニッケルイオンと前記安定化剤との錯体及び前記第１の還元剤を含む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炭素鋼部材の表面である前記第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第２の還元剤を含む水溶液を、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１から３のいずれか１項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１１】
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第２の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１０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１２】
請求項１０又は１１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、酸素を含む２００℃以上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１３】
前記原子力プラントを起動し、酸素を含む２００℃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、酸素を含む２００℃以上の冷却水を使用し、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】
請求項１３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、前記原子力プラントを起動し、前記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、酸素を含む２００℃以上の冷却水を前記第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酸素を含む２００℃以上の前記冷却水を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１５】
請求項１２または１３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、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、前記閉ループ内を循環する、酸素を含む水を、前記第３配管に設けられた加熱装置により２００℃以上に加熱し、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酸素を含む２００℃以上の前記水を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、前記第３配管を前記第１配管から取り外す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（特に、沸騰水型原子力プラント）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、水が接触する接水部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。
【０００６】
炉水中の放射性核種は、原子炉浄化系で取り除かれる。しかしながら、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している間に、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。
【０００７】
原子力プラントの構造部材への放射性核種の付着量を低減することができる技術として、例えば特許文献１がある。特許文献１には、原子力プラントの運転中において、還元剤及び貴金属イオンをそれぞれ炉水に注入し、還元剤及び貴金属イオンを含む炉水を原子力プラントの構造部材の表面に接触させて貴金属イオンから生成される貴金属を構造部材の表面に付着させ、Ｎｉイオンを炉水に注入し、Ｎｉイオンを含む炉水を構造部材の貴金属が付着されている表面に接触させてＮｉイオンから生成されるＮｉを貴金属が付着されている表面に付着させることを特徴とする原子力プラントの構造部材への放射性核種付着抑制方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１６１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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しては放射性核種の付着抑制効果を発現するが、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。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。
【００１１】
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。
【００１２】
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】
【００１３】
上記した第１の目的を達成する第１の発明は、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イオンと錯体形成可能な安定化剤を供給する工程と、上記表面にニッケルイオンを含む溶液を供給し、ニッケルイオンと安定化剤とで形成された錯体を上記表面に付着させる工程と、上記表面に第１の還元剤を供給し、錯体中のニッケルイオンを還元して上記表面にニッケル金属皮膜を形成する工程と、上記表面に貴金属イオンを含む溶液を供給し、上記ニッケル金属皮膜の表面に前記貴金属イオンを付着させる工程と、上記表面に第２の還元剤を供給し、貴金属イオンを還元して上記ニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させる工程とを有す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を提供する。
【００１４】
上記した第２の目的を達成する第２発明の特は、上記本発明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、酸素を含む２００℃以上の水を貴金属が付着したニッケル金属皮膜に接触させて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を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
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。第２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】
【００１６】
【図１】Ｃｏ−６０付着実験後の試験片Ａ及び試験片ＢのＣｏ−６０付着量の測定結果を示すグラフ
【図２】Ｃｏ−６０付着実験後の試験片Ａ及び試験片Ｂのラマンスペクトルを示すグラフ
【図３】Ｃｏ−６０付着実験後の試験片Ｂの表面のオージェースペクトルを示すグラフ
【図４】ＢＷＲプラントの浄化系配管に放射性核種付着防止皮膜形装置を接続した状態を示すブロック図
【図５】図４の放射性核種付着防止皮膜形成装置の詳細を示すブロック図
【図６】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
【図７】実施例１のステップＳ２終了後の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図
【図８】実施例１のステップＳ６終了後の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図
【図９】実施例１のステップＳ１１終了後の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図
【図１０】安定化剤を用いないでＮｉ金属皮膜を形成した参考例１と安定化剤を用いてＮｉ金属皮膜を形成した実施例１のＮｉ金属皮膜の形成量を示すグラフ
【図１１】実施例２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
【図１２】実施例２の加熱システムのブロック図
【図１３】実施例２のステップＳ１７実施中の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図
【図１４】実施例２のステップＳ１７実施中の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図
【図１５】実施例２のステップＳ１７実施中の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図
【図１６】実施例３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
【図１７】実施例４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
【図１８】実施例４で用いられる皮膜形成装置のブロック図
【図１９】実施例１と実施例４のＮｉ金属皮膜の形成量を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述したように、特許文献１では、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、貴金属が付着された表面にニッケル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が記載されている。本発明者は、この知見に基づいて、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、炭素鋼部材への貴金属の付着に要する時間の短縮およびその炭素鋼部材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鋭意検討を行った。
【００１８】
ところで、発明者は、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、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。
【００１９】
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、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になる。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る。
【００２０】
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は考えた。
【００２１】
発明者は、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。
【００２２】
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。この理由によっても、上面に白金が付着したＮｉ０．７Ｆｅ２．３Ｏ４の皮膜が溶出する。
【００２３】
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、貴金属を炭素鋼部材の表面に付着させることができなくなる。このため、発明者は、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することがわかった。
【００２４】
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である。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
この結果、酸素を含む高温（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、貴金属が付着された側の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。
【００２８】
発明者は、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流して循環させて行った。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。
【００２９】
図１はＣｏ−６０付着実験後の試験片Ａ及び試験片ＢのＣｏ−６０付着量の測定結果を示すグラフである。図１に示すように、ニッケル金属皮膜表面に白金を付着した試験片Ｂでは、ニッケル及び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。
【００３０】
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。図２はＣｏ−６０付着実験後の試験片Ａ及び試験片Ｂのラマンスペクトルを示すグラフである。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。
【００３１】
図３はＣｏ−６０付着実験後の試験片Ｂの表面のオージェースペクトルを示すグラフである。図３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。
【００３２】
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、酸素を含む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。酸素を含む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、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る。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。
【００３３】
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、結晶が大きく成長しており、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されるために生成される。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。
【００３４】
さらに、本発明者は、上述したニッケル金属皮膜の効率的な形成方法について検討した。検討の結果、炭素鋼部材の表面へ、ニッケル金属皮膜の原料となるニッケルイオンを効率的に供給するために、ニッケルイオンと錯体を形成することが可能な安定化剤を炭素鋼部材の表面に供給することが有効であることを見出した。以下にその理由を説明する。炭素鋼部材は、ニッケル金属皮膜形成前に、その表面に形成された放射性核種を含む酸化皮膜を除去するために化学除染される。化学除染は、シュウ酸を除染液とする還元除染が行われるが、このシュウ酸と炭素鋼部材の表面に供給されるニッケルイオンが化合（（Ｎｉ（ＣＯＯＨ）２）を形成）してしまうことで、部材の表面に供給されるニッケルイオンが減少してしまう恐れがある。そこで、本発明では、炭素鋼部材の表面へニッケルイオンを供給する前に、ニッケルイオンと錯体を形成することが可能な安定化剤を添加することでニッケルイオンの錯体を形成し、ニッケルイオンとシュウ酸とが化合することを防止する。このようにすることで、炭素鋼部材の表面への効率的な供給を実現できることを見出した。
【００３５】
以上に述べた検討結果に基づいて、発明者は、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。
【００３６】
（１）ニッケルイオン、安定化剤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、炭素鋼部材のその表面にニッケル金属皮膜を形成し、貴金属をそのニッケル金属皮膜表面に付着させる。
【００３７】
（２）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、炭素鋼部材のその表面にニッケル金属皮膜を形成し、貴金属をそのニッケル金属皮膜表面に付着させ、酸素を含む２００℃以上の水を、貴金属を付着したニッケル金属皮膜に接触させ、そのニッケル金属皮膜に含まれるニッケル金属を基に、２００℃以上の高温下で、炭素鋼部材の表面にニッケルフェライト皮膜を形成する。
【００３８】
（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。また、ニッケル金属皮膜の原料となるニッケルイオンと安定化剤の錯体を形成することで、ニッケル金属皮膜の効率的な形成を実現することができる。
【００３９】
（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に酸素を含む２００℃以上の水を接触させて、そのニッケル金属皮膜に含まれるニッケル金属を基に、２００℃以上の高温下で、炭素鋼部材の表面にニッケルフェライト皮膜を形成するので、この形成されたニッケルフェライト皮膜は、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。
【００４０】
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】
【００４１】
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４〜図６を用いて説明する。まず始めに、本発明が適用される原子力プラントの構成の一例について説明する。図４はＢＷＲプラントの浄化系配管に放射性核種付着防止皮膜形装置を接続した状態を示すブロック図であり、図５は図２の放射性核種付着防止皮膜形成装置の詳細を示すブロック図である。
【００４２】
図４に示すように、ＢＷＲプラント１は、大まかな構成として、原子炉２、タービン９、復水器１０、再循環系配管、原子炉浄化系配管及び給水系配管等を備えている。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、放射性核種付着防止皮膜形装置（以下、単に「皮膜形成装置」と称する。）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。
【００４８】
次に、皮膜形成装置３０の詳細な構成を図５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、酸化剤注入装置５６、エゼクタ６１および安定化剤注入装置２０２を備えている。
【００４９】
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１００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。
【００５０】
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。
【００５１】
ニッケルイオン注入装置３５は、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。
【００５２】
白金イオン注入装置（貴金属イオン注入装置）４５は、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。
【００５３】
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。薬液タンク４１には、Ｎｉイオンを還元する第１の還元剤と貴金属イオンを還元する第２の還元剤が充填される。第１の還元剤および第２の還元剤は、同じ物を用いることができる。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。
【００５４】
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。
【００５５】
酸化剤注入装置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。
【００５６】
安定化剤注入装置２０２は、注入ポンプ２０３、薬液タンク２０４、および注入配管２０６を有する。薬液タンク２０４は、注入ポンプ２０３及び弁２０５を有する注入配管２０６によって循環配管３４に接続される。薬液タンク２０４内には、安定化剤が充填される。安定化剤は、ニッケルイオンと錯体形成可能なもので、炭素鋼の応力腐食割れを促進しないものならば特に限定は無い。このような物として、アンモニア（ＮＨ３）が好適である。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、ＲＰＶ３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の付着処理、及び付着されたニッケル金属への貴金属、例えば、白金の付着処理が行われる。
【００６０】
続いて、図５に示す皮膜形成装置を用いた皮膜形成の手順について説明する。図６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の手順を示すフローチャートである。まず、皮膜形成対象の炭素鋼製の配管系に、皮膜形成装置３０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。
【００６１】
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。
【００６２】
次に、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。
【００６３】
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、例えば特開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（還元除染液）がサージタンク３１内で生成される。
【００６４】
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。
【００６５】
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、弁６３、６６、６８及び７３を通過してサージタンク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。
【００６６】
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を運用する。すなわち、弁６９を開いて弁６９の開度を調節することにより、浄化系配管１８から循環配管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。
【００６７】
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放射性核種を含む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、薬液タンク５７内の過酸化水素を供給配管５９及び配管７５を通して循環配管３４内を流れているシュウ酸水溶液に供給する。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（以下の式（１））。
２Ｆｅ（ＣＯＯ）２＋Ｈ２Ｏ２＋２（ＣＯＯＨ）２→２Ｆｅ［（ＣＯＯ）２］２−＋２Ｈ２Ｏ＋２Ｈ＋…（１）
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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（以下の式（２）および（３））。
（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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
図７は実施例１のステップＳ２終了後の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図である。図７に示す通り、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た状態になっており、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。
【００７６】
次に、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。
【００７７】
次に、安定化剤を注入し（Ｓ４）、ニッケルイオン溶液を注入する（ステップＳ５）。本実施工程では、Ｎｉ金属皮膜の原料となるＮｉイオンを安定化剤と反応させてＮｉ錯体を形成させることで、部材の表面に存在するシュウ酸とＮｉイオンとの化合を防ぎ、部材の表面へＮｉイオンを効率的に供給することができる。
【００７８】
まず、安定化剤注入装置２０２の弁２０５を開いて注入ポンプ２０３を駆動し、薬液タンク２０４内の安定化剤（本実施例では、アンモニア）を、注入配管２０６を通して循環配管３４内に注入する。続いて、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Ｎｉイオンを、注入配管３８を通して循環配管３４内に注入する。これによって、安定化剤はＮｉイオンと錯体（Ｎｉ（ＮＨ３）２）を形成するため、Ｎｉイオンとシュウ酸とが化合することなく、Ｎｉイオンを部材の表面に効率的に供給することができる。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。
【００７９】
続いて、還元剤を注入する（ステップＳ６）。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、アンモニアとニッケルイオンの錯体及びギ酸を含む９０℃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、２００ｐｐｍである。ヒドラジン水溶液は、アンモニアとニッケルイオンの錯体及びギ酸を含み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。
【００８０】
図８は実施例１のステップＳ６終了後の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図である。ニッケルイオンとアンモニアとの錯体、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）８３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、図８に示すように、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。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に含まれる安定化剤とニッケルイオンとの錯体中の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。
【００８１】
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のときに最も活発であり、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が大きくなる（ｐＨは７程度になる）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。
【００８２】
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、安定化剤注入装置２０２からのアンモニア、ニッケルイオン注入装置３５からのギ酸ニッケル水溶液および還元剤注入装置４０からのヒドラジン水溶液がそれぞれ注入されて、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。
【００８３】
次に、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Ｓ７）。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２０３を停止して弁２０５を閉じて循環配管３４への安定化剤の注入を停止し、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し、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。
【００８４】
次に、還元剤を分解する（ステップＳ８）。弁７４を開いて弁７３の開度を小さくし、を閉じ、循環ポンプ３３で昇圧されたニッケルイオン及びヒドラジンを含む皮膜形成水溶液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。
【００８５】
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Ｓ９）。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の開度を小さくする。このとき、弁６９は閉じている。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、ヒドラジンを含まない６０℃の皮膜形成水溶液が混床樹脂塔５４に導かれ、この皮膜形成水溶液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浄化工程）。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℃の水である。
【００８６】
次に、白金イオン水溶液を注入する（ステップＳ１０）。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。循環配管３４内を流れる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。
【００８７】
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し、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。
【００８８】
還元剤を注入する（ステップＳ１１）。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内の第２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、白金イオンを含む６０℃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、１００ｐｐｍである。
【００８９】
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、ヒドラジンを含む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み６０℃の水溶液８４（後述する図９参照）が循環配管３４から浄化系配管１８に供給される。
【００９０】
図９はステップＳ１１終了後の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図である。白金イオンおよびヒドラジンを含む６０℃の水溶液８４を注入する場合には、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、ヒドラジン及び白金イオンを含む水溶液内で生じる。一方、白金イオンを含む水溶液を全て注入し終わった後にヒドラジン水溶液を注入する場合には、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９参照）。
【００９１】
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し、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。
【００９２】
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。
【００９３】
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９参照）。
【００９４】
白金の付着が完了したかを判定する（ステップＳ１２）。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Ｓ１０〜Ｓ１２の各工程が繰り返される。
【００９５】
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Ｓ１３）。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の開度を小さくし、循環ポンプ３３で昇圧された、白金イオン及びヒドラジンを含む６０℃の水溶液を、混床樹脂塔５４に供給する。その水溶液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浄化工程）。
【００９６】
廃液を処理する（ステップＳ１４）。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。
【００９７】
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。
【００９８】
本実施例によれば、ニッケルイオン、安定化剤及び還元剤（例えば、ヒドラジン）を含む皮膜形成水溶液を浄化系配管１８の内面に接触させ、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を形成することができる。ニッケル金属皮膜を形成する際に、ニッケルイオンと安定化剤とで錯体を形成するため、ニッケルイオンが浄化系配管１８の内面に存在するシュウ酸と化合することを防ぎ、浄化系配管１８の、炉水と接触する内面に効率的にニッケルイオンを供給することができる。
【００９９】
図１０は安定化剤を用いないでＮｉ金属皮膜を形成した参考例１と安定化剤を用いてＮｉ金属皮膜を形成した実施例１のＮｉ金属皮膜の形成量を示すグラフである。参考例１および実施例１は、安定化剤の有無以外は同じ条件（ニッケルイオン溶液注入量）でＮｉ金属皮膜の形成を行った。図１０に示すように、実施例１のＮｉ金属皮膜の形成量は、参考例１のＮｉ金属皮膜の形成量の５倍に増加していることが確認された。
【０１００】
ニッケル金属皮膜８０によって、浄化系配管１８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、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。
【０１０１】
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、皮膜形成液に接触する内面の全面を覆った状態とになり、ＢＷＲプラントの運転中において、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。
【０１０２】
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および実施例３で述べるように、付着した白金８１の作用と相俟って、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。
【０１０３】
浄化系配管１８内面へのニッケル金属皮膜８０の形成は、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強い。このため、形成されたニッケル金属皮膜８０は、浄化系配管１８からはがれることはない。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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】
【０１０６】
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１１及び図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、ＢＷＲプラントの浄化系配管に適用される。
【０１０７】
図１１は実施例２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。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〜Ｓ１４の各工程、及び新たなステップＳ１５〜Ｓ１８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〜Ｓ１４の各工程で用いられ、さらに、新たな加熱システム９０が用いられる。
【０１０８】
図１２は実施例２の加熱システムのブロック図である。以下、加熱システム９０の構成を、図１２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、加熱器９３が循環ポンプ９２の上流で循環配管９１に設けられる。加熱器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。
【０１０９】
次に、本実施例におけるＳ１５〜Ｓ１８について詳述する。皮膜形成装置３０を配管系から除去する（ステップＳ１５）。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、実施例１で説明したステップＳ１〜Ｓ１４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。
【０１１０】
加熱システム９０を配管系に接続する（ステップＳ１６）。加熱システム９０の循環配管９１の開閉弁９７側の一端部が弁２３のフランジに接続され、循環配管９１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。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、循環配管９１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。
【０１１１】
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Ｓ１７）。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。循環ポンプ９２を駆動して、酸素を含む水を、その閉ループ内を循環させる。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を徐々に閉じながらその開度を減少させて循環ポンプ９２から吐出される、酸素を含む水の圧力を高める。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、その水の温度は約２７６℃まで上昇させることができる。
【０１１２】
図１３から図１５は実施例２のステップＳ１７実施中の炭素鋼部材（浄化系配管）の内面の状態を示す模式図である。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。
【０１１３】
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に含まれる酸素（Ｏ２）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）。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。
【０１１４】
加熱システムを配管系から取り外す（ステップＳ１８）。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。
【０１１５】
そして、燃料交換が終了して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に入るために、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
さらに、本実施例では、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、本実施例では、ＢＷＲプラント１の運転中においても白金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８２を浄化系配管１８の内面に生成することができる。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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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、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％出力なる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。
【０１２０】
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）における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。このため、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。この放射性核種により、浄化系配管１８の表面線量率は上昇する。
【０１２１】
これに対し、本実施例では、白金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の内面を覆っており、白金８１がニッケルフェライト皮膜８２の表面に付着しているので、ＢＷＲプラント１の運転中においても、ニッケルフェライト皮膜８２に付着した白金８１の作用により、浄化系配管１８及びニッケルフェライト皮膜８２の腐食電位が低下し、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。ＢＷＲプラント１の運転中において炉水に水素を注入しているときでも、浄化系配管１８及びニッケルフェライト皮膜８２の腐食電位が低下し、これらへの放射性核種の取り込みが生じない。
【実施例３】
【０１２２】
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１６を用いて以下に説明する。図１６は実施例３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。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、ＢＷＲプラントの浄化系配管に適用される。
【０１２３】
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〜Ｓ１４の各工程、および新たなステップＳ１５、Ｓ１９およびＳ２０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〜Ｓ１４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〜Ｓ１８の各工程をＳ１５、Ｓ１９及びＳ２０の各工程に替えた方法である。
【０１２４】
以下に、本実施例におけるＳ１５、Ｓ１９およびＳ２０について詳述する。まず始めに、皮膜形成装置を配管系から除去する（ステップＳ１５）。ステップＳ１〜Ｓ１４の各工程が実施された後、実施例２と同様に、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。そして、浄化系配管１８が復旧される。
【０１２５】
原子力プラントを起動させる（ステップＳ１９）。燃料交換が終了して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に入るために、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。
【０１２６】
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Ｓ２０）。ＢＷＲプラント１が起動されたとき、ＲＰＶ３内の炉水は、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。炉心から吐出された炉水は、ダウンカマ内に戻される。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では蒸気が発生せず、まだ、タービン９には蒸気が供給されていない。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。
【０１２７】
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、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）。浄化系配管１８及びニッケル金属皮膜８０は、ニッケル金属皮膜８０に付着した白金８１の作用によって、腐食電位が低下する。実施例２と同様に、ニッケル金属皮膜８０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および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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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、付着した白金によっても炉水８６中に溶出しない安定な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。
【０１３０】
本実施例は、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の起動時において行われる。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に変わっておらず、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、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。
【０１３１】
しかしながら、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、白金８１が付着した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。
【０１３２】
実施例１ないし３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。
【実施例４】
【０１３３】
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１７を用いて以下に説明する。図１７は実施例４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。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、ＢＷＲプラントの浄化系配管に適用される。
【０１３４】
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において、安定化剤を注入するステップＳ４の前に酸化剤を注入するステップＳ２４を追加した物である。
【０１３５】
図１８は実施例４で用いられる皮膜形成装置のブロック図である。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、図１８で示される皮膜形成装置３０´がステップＳ１〜Ｓ１４の各工程で用いられる。本実施例の皮膜形成装置３０において図５の皮膜形成装置３０´と違う点は、酸化剤注入装置５６が配管１０１によって循環配管３４に接続されていることである。このような構成とすることで、循環配管３４内に安定化剤を注入する前に、酸化剤注入装置５６から循環配管３４内に酸化剤を注入することができる。
【０１３６】
ステップＳ２４は、ステップＳ２３終了後の炭素鋼表面に形成されたシュウ酸鉄に酸化剤（過酸化水素）を接触させることで、水酸化鉄に改質する。水酸化鉄はシュウ酸鉄よりもＮｉイオンに置換されやすいことから、Ｎｉ金属皮膜の形成が促進される。図１９は実施例１と実施例４のＮｉ金属皮膜の形成量を示すグラフである。図１９に示すように、実施例４の方法によってＮｉ金属の形成量が実施例１の５倍に増加することがわかる。その他の、施工手順及びＣｏ−６０付着抑制メカニズムはその他の実施例と同様である。
【０１３７】
以上、説明したように、本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、および、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できることが実証された。
【０１３８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３９】
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、３０，３０´…皮膜形成装置、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…酸化剤注入装置、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、２０２…安定化剤注入装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2019095283.tif 000018
【図１７】
2019095283.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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