資料７－５分科会の進捗状況② 特殊環境下の腐⾷現象の解明

平成29年11⽉20⽇（⽉）
廃炉基盤研究プラットフォーム 第7回運営会議

⼭本 正弘
特殊環境下の腐⾷現象の解明分科会
システムインテグレータ（主査）H29年11月20日『特殊環境下の腐食現象の解明 分科会』の進捗報告
活動実績• 第一回(5月16日、JAEA会議室）
1Fの現状や過去の研究紹介• 第二回(6月15日、QST高崎）
放射線下の腐食研究と設備見学• 第三回(7月18日、JAEA会議室)
今後の研究の進め方と調査方法• 第四回(10月4日、IRID会議室)
1F耐震評価と腐食劣化
その他、WGとして複数回議論を実施
7月20日 NDF廃炉研究連携TF会議で中間報告

メンバーと専門性
名前(敬称略)

所属

備考

山本 正弘
渡邉 豊
鈴木 俊一
鈴木 紹夫
加治 芳行
藤原 和俊
青木 孝行
田口 光正
清藤 一
高崎 新一
高守 謙郎
傳田 康貴
深谷 祐一
奥澤 匡懐
中島 節男
中野 純一
宮本 泰明
田川 明広

JAEA
東北大学
東京大学
味の素OB
JAEA
電中研
東北大学
QST
QST
ﾍﾞﾝﾁｬｰ･ｱｶﾃﾞﾐｱ
IRID
TEPCO HDTEPCO HDTEPCO HD
NDF
NDF
JAEA
JAEA

まとめ役、腐食研究
腐食研究
腐食研究
化学工学研究
腐食研究
腐食研究
設備管理研究放射線影響研究
ガンマ線照射施設
水処理研究OB
ニーズ元
ニーズ元
ニーズ元、腐食研究
ニーズ元、事業者事務局
ニーズ元
ニーズ元
CLADS
CLADS、事務局

○「現状把握（研究開発課題に係る国内外の動向）〇IRIDが実施してきた福島廃止措置に係る腐食研究• 冠水工法や半冠水工法を想定し、燃料デブリ取出し時は大気開放状態になることから、窒素封入に代わる腐食防食技術（防錆剤）を検討。腐食速度予測と耐震性に関して評価検討〇JAEA・大学等が実施してきた廃止措置に係る機器の腐食に及ぼす放射線影響• 事故時に格納容器内に飛散したFP、燃料デブリにより冷却水は高レベルの放射線にさらされているため放射線分解により過酸化水素など腐食性物質が生成。

現状で差し迫った問題はないが、潜在的な課題は残る〇腐食に関わる潜在的な評価が必要な課題について• PCV内の湿潤で濡れた水が滴り落ちる部位や流速が異なる配管の健全性評価、さらに新たに設計・設置する機器類の防食対策。また、作業の進展により刻々と変化していく環境条件の中においても放射性物質の閉じ込め機能の維持が重要。
• 想定すべき腐食環境条件としては、①高放射線の溶液環境、②PCV内負圧管理や一部解放時の空気流入による酸素含有雰囲気、③流れの効果、高流速部位や滞留部位の存在、④
PCV内面の水蒸気結露による液膜や喫水面近傍での濡れ渇き条件、⑤濡れたサンドクッション、⑥再臨界防止等を目的とした薬剤投入、⑦飛来海塩粒子等による大気腐食○研究開発のニーズ• 想定される腐食環境の中で、既存の知見で対応できるものと１Fに特異的なもので新たなデータ取得が必要なものを整理し、１Fに特異な環境については、現場作業の進行などによる今後の状態変化も想定した条件でのデータ取得と整理が必要。

○研究テーマの設定（具体的な中核的研究テーマの構成）
１Fの配管・構造物は、高線量場で補修が難しいことから、腐食の観点からクリティカルとなり得る箇所、現象の推定を行っておくことが重要。そのためには、今後の廃炉工程の進展に伴い生じる環境条件の変化を踏まえた腐食現象の予測と対応策が必要。
①放射線環境下での腐食予測解析コード開発のための腐食データの取得と放射線分解（ラジオリシス）水質による腐食影響の収集・整理②複雑な流路環境における配管や構造材料の腐食現象の推定と評価試験法の調査実施体制イメージ
腐食研究ｻﾃﾗｲﾄ＠○○大【腐食ﾘｽｸ評価研究拠点】

腐食研究ｻﾃﾗｲﾄ＠△△研【ﾗｼﾞｵﾘｼｽ解析研究拠点】

腐食研究ｻﾃﾗｲﾄ＠・・【評価試験調査研究】【産】
東電
重電メーカー
ゼネコン
IRID
等

腐食研究拠点＠QST【照射下腐食試験実施拠点】
 全国の大学･研究機関との共同研究実施

関係研究機関（JAEA楢葉遠隔技術ｾﾝ
ﾀｰなど）

JAEA/CLADS【廃炉国際共同研究拠点】

①【補足説明】放射線環境下での腐食影響データの現状課題と解決方針
BWR河川水PWR海水A)

線量率 / Gy・h-1410

軽水炉Herschlite
IE96IE911

１Fの腐食評価で必要なデータ領域(+空気流入)310210

処分場

110加藤他；日本原子力学会和文論文誌,14,181(2015)

B)

010 -710-610-510-410-310•-210

溶液の導電率 / S・cm
•W/O ゼオライト

IRID事業(大気開放）

腐食し易さ

510-110-1

ラジオリシスのデータは、高線量‐低導電率と低線量‐高導電率(低酸素）に偏っている。⇒ニーズの違い
IRID事業では離散的な大気開放データ

G(H2)

α-Al2O3

TiO2

ZrO2

0.94

0.66

0.37

R.Yamada et al. Int. J. Hydrogen Energy 32,929(2008)

A) 種類の異なるゼオライトで、γ線照射時の電位(H2O2生成量）が大きく異なるB) コロイドの種類で水素発生のG値が異なる(組成、粒形、表面電位等の影響が未解明)• 系統的にデータ取得と整理を行うことにより、メカニズムに基づく予測手法が可能• デブリコロイド粒子の影響を明らかにするには、機構論的なアプローチが不可欠

②【補足説明】腐食現象の推定と評価手法の調査
潜在的腐食要因調査マップの例

PCV

・

⇒RPV

部位

部位毎にリスト化

機器

・

放射線

酸化剤

流れ

温度

腐食要因を整理⇒ ×

サンドクッション

×

×

内壁面

冷却管

原子炉建屋

内面

RC構造部

既存知見有り• 損傷モードに到る要因とそれらのデータの有無を評価• 一般的な腐食データが存在する場合は、取集・整理• １Fならではの特殊環境条件のデータを先行して取得• とりわけ、放射線場での影響データが優先×• 維持すべき機能(耐震健全性、冷却性能維持、放射線防護等)を整理• 機能低下する損傷モード(構造耐力低下、漏えい、錆による閉塞）を特定• 今後の廃炉の進行を考慮した腐食影響評価を実施

1. 影響が大きく、１Fならではの特殊な環境条件から優先して取得
2. 現場での作業の手順やロードマップ上の重要度も考慮○中長期計画（研究テーマのアプローチ方法、実施時期）
研究項目

照射下腐食研究拠点の整備と大学との共同研究の実施

共同研究の継続ラジオリシス及び腐食影響デー
タの系統的取得②複雑な流路環境における配管や構造材料の腐食現象の推定と評価試験法の調査

潜在的腐食要因調査マップによる調査

放射線下の腐食速度予測解
析コードの整備

評価手法の提案
優先度を決めた腐食劣化データ取得(関係機関との連携）

デブリ保管容器・建屋・機器 類 の耐久性 RBM(Risk Based Maintenance)

中期(4～10年） 長期(～40年）

１Ｆ廃止措置における腐食劣化予測解析コードの整備①放射線環境下での腐食データの取得と水の放射線分解（ラジオリシス）による腐食影響のDB化

短期（～3年）○成果の反映先（中長期ロードマップ及び技術戦略プランとニーズから逆算される実施時期と達成目標）••

短期的な成果については、デブリ取り出しのために必要な機器類の耐食性や劣化防止対策、新設機器の設計上での防食に係る留意点等の情報の提示。
腐食速度予測解析コードの整備等により、デブリ取り出し期間中の１Fの配管、構造物の長期健全性の評価、並びにデブリ保管容器の劣化防止対策等に資することができる。