[其他]降低核電站中放射性的方法

在審

• 申請號: 101985000008112
• 申請日: 1985-11-05
• 公開（公告）號: CN85108112B
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發明（設計）人: 大橋健也;本田卓;古谷保正;村榮二;湊昭;大角克己
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王棟令

對與含有放射性物質的高壓高溫反應堆水相接觸的金屬結構元件，采用在暴露于反應堆水中之前即預先在其表面上形成氧化膜的方法降低核電站中的放射性，其特征為將所述的結構元件置于高溫的環境介質中作第一步加熱氧化處理，然后進一步再在比上述更高氧化能力的環境介質中進行第二步處理，由此形成比第一步氧化處理后得到的更為密實的氧化膜，本發明即藉此而實現顯著地降低核電站中的放射性。

本發明涉及到一種降低放射性的新方法，更具體地講是涉及到抑制放射性物質附到結構元件上去的方法，這些元件在運行中與溶解有放射性物質的液體相接觸，例如核電站中的一次冷卻水管便是，以及涉及到一種抑制從結構元件和反應堆芯的活性材料中釋放金屬離子或金屬氧化物的方法。

在核電站的一次冷卻系統中使用的泵，閥、管道等是由不銹鋼、以鈷為基本元素的鎢鉻鈷硬質合金等制成的（以下統稱為“結構元件”）這些金屬較易于在長期運行過程中腐蝕或損壞，因而組成這些金屬元件的成份溶解在反應堆的冷卻水（以下簡稱“冷卻水”）內而被帶到反應堆中。大部分溶解的金屬在此轉化成氧化物，然后附著到燃料棒上。在這種狀況下，金屬元素受到中子的輻射，結果形成諸如⁶⁰CO⁵⁸CO⁵¹Cr及⁵⁴Mn等放射性核素。這些放射性核素，再回到一次冷卻水中成為懸浮的離子或難溶的固體分子（以下稱為“雜質”），其中有一部分在為軟化反應堆水設置的除鹽等裝置中除掉，但其余的就在一次冷卻水系統的循環過程中附著在結構元件的表面上。因此在結構元件的表面上放射性劑量的比率升高，這樣一來就發生了在維修和監查期間對工人們的放射性照射的問題。

為了解決這項問題，曾提出過抑制產生上述金屬元素溶解的各種方法，以便降低放射性物質的附著量。在這些方法中有如采用抗腐蝕材料構成抑制結構元件腐蝕的方法，以及向供水系統中摻氧而形成抑制結構元件腐蝕的方法。但是，在每種方法中，在帶有補充給水系統的一次冷卻水系統中，其結構元件的腐蝕仍然抑制不足，因此在一次冷卻水中放射性物質的含量得不到充分降低，所以，在結構元件的表面上，由于放射性物質的不斷附著，以致放射劑量的比率仍然增長。

在另一方面，也研究和實踐了許多除去附在結構元件上放射性物質的方法，其中包括有：（1）機械清洗，（2）電解清洗，和（3）化學清洗等方法，在（1）和（2）兩種方法中，對于除去牢固在結構元件表面上的放射性物質有困難，而且不能清除掉整個系統那么大面積的放射性污染。方法（3）包括有利用一種化學反應溶去鋼表面上一層氧化膜。例如采用酸溶液除去存有放射性物質的那層膜。在這種方法中，即使放射劑量比率暫時減小了，而當結構元件暴露在含有放射性物質的溶液中時就會發生更快更高濃度的放射性污染。

利用最初在結構元件的表面上設置一層氧化膜來抑制放射性物質附著的方法已在日本專利公開№.121197/1980和37498/1984中公開發表。但是，在這個方法中，放射性物質的附著行為隨著最初所提供的氧化膜的性質而顯著地變化，例如，放射性離子的行為隨著氧化膜的荷電狀態而改變。在結構元件浸在溶解有放射性物質的液體中新形成氧化膜的增長速率也隨著已有的膜的性質而變化，這樣一來便永遠也得不到滿足需要的膜。

本發明的目的即為提供一種降低放射性的方法，用以對具有與含放射性物質的高溫高壓純水相接觸的核電站降低其放射性。

在本發明中提供了一種降低放射性的方法，即在金屬結構元件暴露在與含有放射性性質的高溫高壓反應堆的水相接觸之前即預先在其表面上形成氧化膜，以達到減少放射性的目的：其特征為，在一個高溫的周圍介質中將所述的金屬結構元件加熱進行第一步氧化處理之后，對這樣處理過的該金屬結構元件進一步在比第一步氧化處理的具有更強氧化能力的周圍介質中進行加熱作第二步氧化處理，由此而獲得比第一步氧化處理形成的更密實的氧化膜。

也就是說，對與含有放射性物質的反應堆冷卻水相接觸的金屬結構元件，采用抑制放射性物質向該元件上附著的方法。在本發明的這種方法中包括有：在第一步處理中形成具有相對高氣孔率而又足夠厚的氧化膜，隨后在第二步處理中形成薄而密實的膜。

對于在第一步處理中厚而多孔的膜，可以采用具有低氧化能力的熱水或蒸汽進行氧化處理來形成，而對在第二步處理中薄而密實的膜，則可用比第一步處理的具有較強氧化能力的熱水或蒸汽進行氧化處理取得。