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【発明の名称】 原子力プラント構造物の表面処理方法および原子力プラント
【発明者】 【氏名】中村 雅人

【氏名】朝倉 大和

【氏名】赤嶺 和彦

【氏名】大角 克己

【氏名】高森 良幸

【氏名】酒井 政則
【要約】 【課題】本発明の目的は、原子力プラントにおいて、水素注入の有無にかかわらず、原子力プラント構造物の腐食電位を低下できる原子力プラント構造物の表面処理方法及び原子力プラントを提供することである。

【解決手段】原子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む無電解メッキ液を接触させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】原子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む無電解メッキ液を接触させることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項２】請求項１において、原子力プラント構造物の化学除染を行い、その後、前記無電解メッキ液を接触させることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項３】原子力プラント構造物の化学除染後に、原子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む無電解メッキ液を接触させることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項４】請求項２または３において、化学除染液を分解処理した炉水に無電解メッキ液成分を注入して調合した無電解メッキ液を使用することを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項５】請求項１乃至４の何れかにおいて、前記原子力プラント構造物が原子炉容器及びこの原子炉容器内に設けられた炉内構造物であり、前記原子炉容器内に前記無電解メッキ液を注入することを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項６】請求項１乃至５において、前記原子炉容器に連結された再循環系，炉浄化系及び残留熱除去系のうち一つ以上の系統から前記無電解メッキ液を前記原子炉容器内に注入することを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項７】請求項１乃至６何れかにおいて、前記無電解メッキ液との接触により前記原子力プラント構造物の表面に金属の皮膜を生成させた後に、該皮膜表面に１００℃以上の水を接触させることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項８】請求項１乃至３の何れかにおいて、前記原子力プラント構造物は、原子力プラントから取り外した原子力プラント構造物または原子力プラントに設置された原子力プラント構造物であることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項９】電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む無電解メッキ液の注入口を有する無電解メッキ液供給装置を原子炉容器と原子炉容器蓋の間に設置し、前記無電解メッキ液供給装置から前記原子炉容器内に前記無電解メッキ液を注入することを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項１０】請求項１乃至９の何れかにおいて、前記出発物質が水酸化ジルコニウムであることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項１１】原子炉容器の炉水側の表面、及び前記原子炉容器内に設けられた炉内構造物の炉水側の表面の少なくとも何れかに、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質の皮膜が形成されていることを特徴とする原子力プラント。
【請求項１２】原子炉容器の炉水側の表面及び前記原子炉容器内に設けられた炉内構造物の炉水側の表面の少なくとも何れかを、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む無電解Ｎｉメッキ液で無電解メッキ処理した原子力プラントを、炉水中のニッケルイオンと鉄クラッド又は鉄イオンの比（Ｎｉ／Ｆｅ）を２以上３以下に制御しながら運転する原子力プラントの運転方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力プラント構造物の表面処理方法および原子力プラントに関し、特に、原子炉炉水に接する原子力プラント構造物の腐食抑制に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、原子力プラントにおいて、原子炉或いは配管などを構成している原子力プラント構造物のＩＧＳＣＣ（粒界型応力腐食割れ）対策の一つとして炉水中への水素注入が広く適用されている。しかし、ＩＧＳＣＣのポテンシャルをそのしきい値となる電位（原子炉を構成する構造物（例えば、原子炉圧力容器。以下、原子炉を構成する構造物を原子炉構造物と言う）の大部分を占めるステンレス鋼の場合、約−２３０ｍＶvsＳＨＥ）以下に低下させるには、多量の水素を注入する必要がある。水素注入量の増加は、主蒸気系に排気される放射性窒素量の増加をもたらし、主蒸気系線量率が増加する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この問題は、特許第2818943 号公報および特開平７−１９８８９３号公報に記載されている貴金属注入、即ち原子炉炉水に貴金属を含む溶液を注入することによって解消される。注入された金属は原子炉圧力容器及び炉内構造物等の原子炉構造物の表面に付着される。付着された貴金属（Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ等）の触媒作用により、水素の酸化によるアノード反応が促進され、貴金属が注入されていない場合に比べ少量の水素注入量で、原子炉構造物の腐食電位を臨界電位以下に低下させることができる。しかしながら、貴金属注入は少なくとも原子力プラントの通常運転時において水素注入を必要とする。また、有機金属化合物を炉水中に注入する方法においては、炉水中に有機物が存在している場合には、水素を追加しなくてもよいが、腐食電位の低下を継続させるためには、水素注入によって腐食電位を低下させる必要がある。
【０００４】本発明の目的は、原子力プラントにおいて、水素注入の有無にかかわらず、原子力プラント構造物の腐食電位を低下できる原子力プラント構造物の表面処理方法及び原子力プラントを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様は、原子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質を含む無電解メッキ液を接触させる。本実施態様によれば、無電解メッキ液との接触により、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れか（以下、電気絶縁物などという）に転化する出発物質（以下、単に出発物質という）を含む金属の皮膜が原子力プラント構造物の炉水側表面に形成される。出発物質が電気絶縁物に転化することによって、水素注入の有無にかかわらず原子力プラント構造物の腐食電位を低下できる。また、電気絶縁物を含む金属の皮膜によって、原子力プラント構造物の炉水側表面における湿食の酸化皮膜成長が抑制される。従って、炉水中の放射性イオンが湿食による酸化皮膜の成長と共に酸化皮膜中に取り込まれる事によって生じる原子力プラント構造物の表面線量率の上昇を抑制することができる。また、出発物質を酸化物に転化することによって、この酸化物の格子内酸素イオン拡散性により、酸化物と接している金属に酸素イオンが供給されるので、炉水と接していない金属が乾食で酸化される。この乾食による金属の酸化は徐々に進行するため、金属の乾食酸化は継続される。従って、水素注入の有無にかかわらず原子力プラント構造物の腐食電位を長期にわたって低下できる。この場合、乾食酸化による酸化皮膜が原子力プラント構造物の炉水側表面の湿食酸化による酸化皮膜の成長を抑制するので、原子力プラント構造物の表面線量率の上昇を抑制できる。
【０００６】本発明の他の実施態様は、原子力プラント構造物の化学除染後に、原子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物の少なくとも何れかに転化する出発物質の少なくとも一方を含む無電解メッキ液を接触させる。本実施態様によれば、出発物質を電気絶縁物などに転化することによって、電気絶縁物などを含む金属の皮膜が原子力プラント構造物の炉水側表面に形成される。そのため、水素注入の有無にかかわらず原子力プラント構造物の腐食電位を低下できる。それにより、原子力プラント構造物の表面線量率の上昇を抑制できる。更に、化学除染により原子力プラント構造物の表面に付着した腐食生成物が除去されるので、電気絶縁物などを含む金属の皮膜をより均一に形成することができる。
【０００７】本発明の他の実施態様は、出発物質を含む無電解メッキ液の注入口を有する無電解メッキ液供給装置を原子炉容器と原子炉容器蓋の間に設置し、前記無電解メッキ液供給装置から前記原子炉容器内に前記無電解メッキ液を注入する。本実施態様によれば、原子炉容器と原子炉容器蓋の間に設置した無電解メッキ液供給装置から無電解メッキ液を注入することにより、原子炉容器の上方に原子炉容器を設置した状態で無電解メッキ液を炉内に注入することが出来る。更に、原子炉容器と原子炉容器蓋の間以外に設置した無電解メッキ液供給装置から無電解メッキ液を注入する場合よりも、原子炉容器外に無電解メッキ液の蒸気が飛散しない。
【０００８】本発明の他の実施態様は、原子炉容器の炉水側の表面及び原子炉容器内に設置された炉内構造物の炉水側表面の少なくとも何れかに、電気絶縁物などの少なくとも一方に転化する出発物質（例えば水酸化ジルコニウム）を含む金属の皮膜が形成されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】貴金属注入においては少量ではあるが水素を炉水に注入する必要がある。また、有機金属化合物を炉水中に注入する方法においては、腐食電位の低下を継続させるためには水素注入を必要とする。
【００１０】発明者らは、水素注入による腐食電位低下を必要とせずとも、原子炉構造物の腐食電位を低下させる方法を種々検討した。その結果、発明者らは電気絶縁物や格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物に転化する出発物質（例えば水酸化ジルコニウム）を含む金属（例えばＮｉ）の層を、腐食対象物である原子炉構造物の炉水側表面に形成することによって原子炉構造物の腐食電位を低下できる、という新しい知見を見出した。この場合の電気絶縁物とは、腐食対象物に対して、約１０の５乗倍以上大きな電気抵抗を有する物質を言う。本発明はこの新しい知見に基づいてなされたものである。発明者らは、出発物質を含む金属層の形成が無電解メッキによって可能であることも新たに見出した。以上の検討結果を以下に具体的に説明する。
【００１１】無電解メッキ処理はビーカ内で行い、板状試験片（１０mm×２０mm×２mm）を吊り上げ、無電解メッキ液の懸濁液をスターラで攪拌して処理した。本実験で用いた無電解メッキ液は、無電解メッキ液（水）１リットルに対して、硫酸ニッケル３０ｇ，酢酸ナトリウム１０ｇ，次亜リン酸ナトリウム１０ｇの水溶液に水酸化ジルコニウム（Ｚｒ(ＯＨ)4）の粒子２，５，１０ｇ を含んでいる３種類である。以下、Ｚｒ(ＯＨ)4 の粒子を混入させた無電解メッキ液を、単に無電解メッキ液と言う。この無電解メッキ液の懸濁液にステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の平板を浸漬させ、無電解メッキ液を９０℃に加熱してスターラで攪拌しながら、ステンレス鋼に対して無電解メッキを行った。このメッキ処理に要した時間は５時間である。無電解メッキによって、Ｚｒ(ＯＨ)4 の粒子を含むＮｉの皮膜がステンレス鋼板の表面に形成された。また、Ｚｒ(ＯＨ)4 の粒子を混入させない無電解メッキ液（即ち、Ｚｒ(ＯＨ)4含有量０ｇ）を用いて同様の条件で無電解メッキ処理を行ったステンレス鋼板を作成した。尚、硫酸ニッケルの替わりに、硝酸ニッケルを用いても同様の効果が得られる。
【００１２】これら、Ｚｒ(ＯＨ)4含有量０ｇ，２ｇ，５ｇ，１０ｇの無電解メッキ液で無電解メッキ処理したステンレス鋼板４種類，ＳＵＳ３０４板及びＰｔ板を試験片としてステンレス腐食電位(ＥＣＰ：Electrochemical Corrosion Potential）の測定を行った。測定は、２８０℃、溶存酸素濃度２００ppb の水中に試験片を浸漬した状態で行った。水の流速は約１ｃｍ／秒である。ＥＣＰの測定は、何れの試験片の場合も、水に水素を注入しない状態で行った。
【００１３】これら５種類の試験片のＥＣＰの測定結果を図８に示す。水酸化ジルコニウム含有無電解メッキ処理をしたステンレス鋼板（即ち、Ｚｒ(ＯＨ)4 含有量が２ｇ，５ｇ，１０ｇのもの）は−３００ｍＶvsＳＨＥまで低下し６００時間たっても、ＥＣＰは安定した。一方、水酸化ジルコニウムを含まない無電解メッキ処理をしたステンレス鋼板は、ＥＣＰは一旦低下したものの、その後０ｍＶvsＳＨＥ付近まで上昇した。又、むくのステンレス鋼（無電解メッキ処理をしていないステンレス鋼）のＥＣＰは、同じ試験条件では、０ｍＶvsＳＨＥであることを確認した（図示せず）。
【００１４】以上のように、無電解メッキ処理を行うと、ステンレス鋼の腐食電位は、水素注入をしなくても、応力腐食割れが発生しない電位しきい値の−２３０mVvsSHEよりも著しく低下する。水素注入が必要ないので前述の無電解メッキを原子力プラントの構造材に適用した場合には、主蒸気系線量率も上昇しない。
【００１５】又、図９に示すように、無電解メッキ処理をしたステンレス鋼の腐食電位は、溶存水素が存在しなくても低い値を示すが、溶存水素が存在すると腐食電位は更に低下することが分かった。
【００１６】電気絶縁物又は格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物（酸化ジルコニウムＺｒＯ2 ）に転化する出発物質として、水酸化ジルコニウム（Ｚｒ(ＯＨ)4 ）を用いることは、以下に述べる理由で、腐食電位の大きな低減効果があると考えられる。
■水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)4）が転化することによって（この場合の転化は脱水反応である）で得られる酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）には、非晶質の形態のＺｒＯ2が多く含まれ、触媒活性が高い。
■炉水温度にて、水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)4）から転化した酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）は、微細化され比表面積が大きい。
■水酸化ジルコニウム（Ｚｒ(ＯＨ)4）は、ＺｒＯ2に比較し、メッキ液中での分散性が良いので、均一な複合メッキ層の形成が可能である。
【００１７】次に、原子力プラントの原子力容器への、前述の無電解メッキの適用例について述べる。前述の無電解メッキ液を原子炉容器内に供給することにより、原子炉構造物に使用されている母材であるステンレス鋼の炉水側の表面に、電気絶縁物に転化する出発物質（例えばＺｒＯＨ4 ）を含むＮｉ層を形成する。このＮｉ層の形成により、母材の腐食電位が低下し、また、Ｎｉ層表面の放射性物質の付着も抑制される。
【００１８】以下に、腐食電位の低下および放射性物質の抑制の理由について述べる。Ｚｒ(ＯＨ)4などの粒子を含む無電解メッキ液を原子炉内に供給すると、原子炉構造物の炉水側表面にＺｒ(ＯＨ)4粒子を含むＮｉ層が形成される。Ｚｒ(ＯＨ)4粒子を含むＮｉ層が高温水（１００℃以上）に接触すると、Ｎｉ層は徐々に酸化され、炉水中に溶出したＮｉイオンが構造物の材料（ステンレス鋼など）から溶出したＦｅイオンと化合して、Ｎｉ層がＮｉ−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ2Ｏ4）の層に変化する。又、Ｚｒ(ＯＨ)4 粒子は、加熱により脱水され、触媒活性の高い非晶質のＺｒＯ2 粒子に転化される。
【００１９】転化されたＺｒＯ2 粒子は化学的に安定性が高いため、そのままの化学形態が維持され、結果的に原子炉構造物の炉水側表面が、Ｎｉ−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ2Ｏ4）と、ＺｒＯ2 粒子でコーティングされた状態になる。
【００２０】ＮｉＦｅ2Ｏ4は原子炉炉水に対して化学的に安定で溶解度も低い。原子炉構造物の炉水側表面に緻密な耐食性の酸化物層が形成されるので、原子炉構造物が炉水と直接接触することが防止される。その結果、電気化学的には母材の溶解反応（金属原子が電子を放出し金属イオンになる反応：Ｍ→Ｍ+＋ｅ 、Ｍは金属を表す。）が抑制され、構造物表面の湿食の酸化による酸化皮膜の成長が抑制される。
【００２１】原子炉炉水中の放射性イオンは原子炉構造物の湿食の酸化による酸化皮膜の成長と共に、皮膜中に取り込まれ、原子炉構造物の表面線量率を上昇させる。したがって、コーティングにより、湿食の酸化による酸化皮膜成長が抑制される結果、表面線量率の上昇も抑制させる効果が得られる。ＮｉＦｅ2Ｏ4の電気抵抗はＺｒＯ2 等の電気絶縁体に比べて、顕著に低いため、電気化学的なカソード反応（炉水中の酸素や過酸化水素が電子を受け取る還元反応）に対する抑制効果は小さい。そのため、ＮｉＦｅ2Ｏ4メッキのみではカソード反応とアノード反応のバランスで決定される腐食電位の低減効果は小さい。
【００２２】これに対し、ＺｒＯ2粒子は、室温から原子炉定格運転時の炉水温度(約280℃)の範囲（以下、原子炉炉水温度範囲と言う）での炉水への溶解度が小さいだけでなく、原子炉炉水温度範囲での電気抵抗がＮｉＦｅ2Ｏ4及び原子炉構造物に比べて約１０の９乗倍以上大きい。したがって、ＺｒＯ2 粒子は原子炉構造物に対して電気絶縁性が大きく、カソード反応を効果的に抑制する。その結果、局部的な腐食抑制効果が発揮され、カソード反応とアノード反応のバランスで決定される腐食電位も低下する。
【００２３】ＺｒＯ2 粒子を含むＮｉＦｅ2Ｏ4層混合皮膜の電気抵抗は、ＺｒＯ2 粒子の混合割合の増加と共に増加するが、ＺｒＯ2 の比抵抗が充分大きいため、粒径１μｍ以下の小粒径のＺｒＯ2 粒子をＮｉＦｅ2Ｏ4皮膜に混合させることで、充分高い電気抵抗を発揮させることができる。また、ＮｉＦｅ2Ｏ4の緻密な微細結晶中にＺｒＯ2 の微細粒子が安定に保持される結果、ＮｉＦｅ2Ｏ4とＺｒＯ2 粒子の混合皮膜の耐久性も高く、長期に渡って、腐食抑制効果が発揮される。
【００２４】以下に腐食電位が低下する原理を述べる。材料の腐食電位（ＥＣＰ）は金属上でおこるカソード反応とアノード反応のつりあう点で決定される。金属表面では図４に示すように、拡散層を介して電子の授受反応がおこっている。電子の授受は電子を供給するアノード反応と電子を受け取るカソード反応からなり、アノード側では金属の溶解（Ｍ→Ｍ+＋ｅ）あるいは水素の酸化（Ｈ2 →２Ｈ+＋２ｅ）などの酸化反応がおこる。一方、カソード側ではこの電子を受け取り、酸素や過酸化水素の還元反応がおこる。一般にアノ−ド反応，カソ−ド反応として下記が知られている。
（アノード反応）
Ｍ → Ｍ+ ＋ｅＨ2 → ２Ｈ+ ＋２ｅＭ ＋ Ｈ2Ｏ → ＭＯ＋２Ｈ+ ＋２ｅ（カソード反応）
Ｏ2 ＋４ｅ＋４Ｈ+ → ２Ｈ2ＯＨ2Ｏ2 ＋２ｅ ＋２Ｈ+ → ２Ｈ2Ｏ図５に示すようにアノード反応とカソード反応がつりあい、電子の授受が平衡になる電位を腐食電位と呼んでいる。
【００２５】酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）の場合、電気絶縁性に富んでいるため、カソード反応が極度に抑制されるため、カソード反応は電位−電流密度曲線が図６に示すように、（ａ）から（ｂ）のように変化する。一方、アノード反応の電位−電流密度曲線（ｃ）はＺｒＯ2 カソード反応の電位−電流密度曲線の変化に比べて、ステンレス鋼とＺｒＯ2 で大きく違わない。その結果、腐食電位は電位ｇから電位ｈに低下する。
【００２６】更に、炉水と接しているＺｒＯ2 粒子は、以下の電位低下メカニズムが生じている。メッキ液中に含まれるＺｒＯ2 粒子は、高温水中での溶解度が小さいだけでなく、格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物として知られている。そのため、メッキ表面では図１１に示すように、ＺｒＯ2 内を酸素イオンＯ2-が移動し、以下の（化１）から（化４）の素反応が起こる。炉水中では、水の解離（化１）及び水酸イオンの解離（化２）により酸素イオン（Ｏ2-）が生成する。ジルコニア（ＺｒＯ2 ）には、酸素イオン（Ｏ2-）の空孔が存在するために、ジルコニア格子内で酸素イオン（Ｏ2-）が移動する性質を有する。炉水中で生成した酸素イオン（Ｏ2-）は、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）表面に接すると、（化３）に示すように、ジルコニアとＮｉ側の境界面に移動する。ジルコニアとＮｉ側の境界面に移動到達した酸素イオン（Ｏ2-）は、（化４）に示すようにＮｉと反応して酸化物を形成する。
【００２７】
【化１】

【００２８】
【化２】

【００２９】
【化３】

【００３０】
【化４】

【００３１】炉水と接しているＺｒＯ2 を介して酸素イオン（Ｏ2-）がＺｒＯ2 の周囲のＮｉにも供給されるため、炉水と接していないＮｉも酸化が促進される。その結果、全体として（化５）のようなアノード反応が促進される。
【００３２】
【化５】

【００３３】図１２に示すように、（化５）におけるアノード曲線（ｅ２）はＳＵＳ母材のアノード曲線（ｅ１）と比較し、同じ電位でも電流がより流れる方向にある。そのため、メッキ処理後のステンレス母材のアノード曲線は（ｅ）に変化する。その結果カソード反応とアノード反応のバランスで決定される腐食電位は電位ｉから電位ｊに低下する。
【００３４】特許第2818943 号公報や特開平７−１９８８９３号公報に記載されているような貴金属注入の場合は、母材上に付着した貴金属上で、水素の酸化反応（Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ）が促進される。つまり、同じ反応のポテンシャル（電位）で、電子の放出が頻繁になるため、図７に示すようにアノード反応の電位−電流密度曲線が（ｄ）から（ｅ）のように変化する。一方、カソード反応の電位−電流密度曲線（ｆ）は、アノード反応の電位−電流密度曲線の変化の度合いに比べ大きく変化しない。その結果、腐食電位が電位ｉから電位ｊに低下する。しかし、炉水中に水素が存在しないと、水素の酸化反応は進行もしくは促進されないため、アノード反応の（ｄ）から（ｅ）へのような変化はおこらず、腐食電位は低下しない。したがって、特許第2818943 号公報および特開平７−１９８８９３号公報に記載の貴金属注入は水素注入と組み合わせないと腐食電位を低下させる効果を得ることができない。
【００３５】本例によるＺｒＯ2 粒子を含むＮｉＦｅ2Ｏ4層を構成する処理方法では、電気絶縁性の酸化ジルコニウムが母材表面に緻密にコーティングされ母材の腐食電位を充分に低下させることが可能である。具体的には、ＺｒＯ2 粒子を含むＮｉＦｅ2Ｏ4層を構成することにより、母材の腐食電位を−２３０ｍＶvsＳＨＥよりも低下させることができる。しかも、母材の湿食の酸化による酸化皮膜の成長が抑制されるため、放射能付着も抑制されるという更なる効果がある。
【００３６】以下、本発明を沸騰水型原子力プラント（以下、ＢＷＲプラントと言う）に用いる好適な実施例を説明する。
（実施例１）本実施例は、無電解メッキを行うためにＢＷＲプラントの定検中に仮設配管を設けて化学除染を行った後に、該仮設配管を用いて無電解メッキを行う実施例である。図１に、本実施例における仮設配管の構成図を示す。本実施例では、BWRプラントの構成機器のうち、炉心を内部に収納している容器である原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶと言う）１の内部、及びＲＰＶ１内の炉水を循環させる配管である再循環系配管２の内側に無電解メッキを行う実施例である。
【００３７】本実施例の手順を説明する。まず、ＢＷＲプラントの定検時において、ＲＰＶ１内から全ての燃料集合体，制御棒，制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤと言う）及び炉内核計装管（いずれも図示せず）を取り外す。その際、炉水は抜かずに後述の仮設配管２１を設置するのが望ましい。
【００３８】次に、化学除染及び無電解メッキに使用する仮設配管２１，還元除染剤（例えばシュウ酸）を注入するための還元除染剤注入装置５０，酸化除染剤（例えば過マンガン酸，過マンガン酸カリウム）を注入するための酸化除染剤注入装置５１（以下、還元除染剤及び酸化除染剤を総称して化学除染液と言う），ｐＨ調整剤（例えばヒドラジン）を注入するためのｐＨ調整剤注入装置２０４，化学除染液中のイオンを吸着するためのカチオン樹脂塔５２及び混床樹脂塔２００，必要に応じて仮設配管内の液体を抜くためのドレン弁５８及びドレン配管５３，無電解メッキ液を仮設配管２１に注入するための無電解メッキ液注入装置８，化学除染液及び無電解メッキ液を循環させるための循環ポンプ５，化学除染液及び無電解メッキ液の温度を調節するためのヒータ２３，還元除染剤を分解処理する際に用いる触媒５９（例えば、白金，ルテニウム，ロジウムなどの貴金属、あるいはこれら貴金属を添着させた活性炭など）を設ける。
【００３９】カチオン樹脂塔５２や混床樹脂塔２００の上流側には、クーラー２０３を設置し、除染液が樹脂塔を通過する前に冷却する。仮設配管２１からＲＰＶ１への入口は、ＲＰＶ１とＲＰＶ蓋１９０の間に複数の注入口７７を持つ仮設リング193を挟み、ＲＰＶフランジ１９２，仮設リング１９３，ＲＰＶ蓋１９１をボルト（図示せず）で締めることで取り付ける。また、ＲＰＶ１から仮設配管２１への出口は、ＣＲＤ及び炉内核計装管を取り付けるためにＲＰＶ１の下部に設けられているＣＲＤハウジング１９４及び炉内核計装管ハウジング（以下、ＩＣＭハウジングと言う）１９５の下端を取り外し、仮設配管２１を取り付ける。仮設配管取り付け時、全ての弁（５８，２０１，５５，５６，６１，６０，６３，７１，５７，２０５，５４）は閉じている。
【００４０】仮設リング１９３を挟みＰＲＶ蓋１９１を閉じることで、ＰＲＶ蓋１９１を閉じた状態で化学除染液をＲＰＶ１に注入することが出来る。
【００４１】次にＲＰＶ１内の化学除染を行う。化学除染はＲＰＶ１及び再循環系配管２の内部に付着した腐食生成物を除去するために行う。腐食生成物とは、放射性核種に汚染された金属や金属酸化物を示す。まず、循環ポンプ５を作動させ、ヒータ２３により系統内の水を所定の温度（例えば９０±５℃）に制御して循環させる。所定の温度に制御されていることを確認したら、次に、弁２０５，５４，５５，５６及び６１を開け、還元除染剤注入装置５０から還元除染剤（例えばシュウ酸）を、ｐＨ調整剤注入装置２０４からｐＨ調整剤（例えばヒドラジン）を、仮設配管２１に注入する。還元除染中は、ｐＨ＝２.５ 程度に調整されているのが望ましい。
【００４２】既に循環ポンプ５が運転しているので、仮設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハウジング１９４及びＩＣＭハウジング１９５，循環ポンプ５，カチオン樹脂塔５２，ヒータ２３の順で還元除染剤が循環される。再循環ポンプ３を運転させるとさらによい。これにより、再循環系配管２を用いてＲＰＶ１内で還元除染剤を循環させることができるので、効率的に還元除染を行うことができる。還元除染によりＲＰＶ１や再循環系配管２から剥がれた腐食生成物はカチオン樹脂塔５２によって取り除かれる。
【００４３】還元除染が終了した後、還元除染剤（例えばシュウ酸）およびｐＨ調整剤（例えばヒドラジン）を分解する。弁２０５，５４及び６１を閉じ、弁６０を開ける。次に、弁６３を開け、過酸化水素注入口６２から過酸化水素（過酸化水素注入タンクは図示せず）を注入する。注入された過酸化水素及び触媒５９によって、還元除染剤（例えばシュウ酸）およびｐＨ調整剤（例えばヒドラジン）が分解される。分解の際に生成する二酸化炭素や窒素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントライン（図示せず）などを利用することにより系統外へ放出される。
【００４４】還元除染剤の分解終了後、弁５５，６３，６０を閉じ、弁２０１，６１を開き、カチオン樹脂塔だけでは除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹脂塔２００に通水して系統水の浄化を行う。浄化終了後、以下に示す酸化除洗剤の注入工程に進む。
【００４５】次に、弁２０１を閉じ、弁６１及び５７を開ける。循環ポンプ５及び再循環ポンプ３は作動させたまま、酸化除染剤注入装置５１から酸化除染剤（例えば過マンガン酸，過マンガン酸カリウム）を仮設配管２１に注入する。酸化除染終了後、弁５７を閉じ、弁５４を開き、シュウ酸により酸化除染剤（例えば過マンガン酸，過マンガン酸カリウム）を分解する。分解の際に発生する二酸化炭素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントライン（図示せず）などを利用することにより系統外へ放出される。
【００４６】酸化除染剤の分解終了後、再び、還元除染及び還元除染剤分解を行う。還元除染剤の分解終了後、弁５５を閉じ、弁２０１を開き、カチオン樹脂塔だけでは除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹脂塔２００に通水して系統水の最終浄化を行う。
【００４７】以上述べた化学除染の工程（還元除染→還元除洗剤分解→浄化→酸化除染→酸化除洗剤分解→還元除染→還元除洗剤分解→最終浄化）終了後、以下に示す、無電解メッキ液の注入工程に進む。尚、化学除染液の最終浄化後、系統水の導電率や不純物イオンなどの分析により（図示せず）、所定の値を逸脱する場合は、系統水をドレン弁５８を開くことにより、ドレン配管５３から系統の外へ排出してもかまわない。
【００４８】次に、無電解メッキ処理を行う。弁７１，５６及び６１を開け、無電解メッキ液を無電解メッキ液注入装置８からＲＰＶ１に注入する。循環ポンプ５を運転することにより、仮設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハウジング１９４及びＩＣＭハウジング１９５，循環ポンプ５，ヒータ２３の順で無電解メッキ液を循環させる。また、再循環ポンプ３の運転により、再循環系配管２を用いてＲＰＶ１内で無電解メッキ液を循環させることができるので、無電解メッキ層の厚さ及び分布をより均一にすることができる。無電解メッキの処理温度は、ヒータ２３によって制御する。本実施例においては、無電解メッキ処理温度は９０℃の場合が最も望ましい。温度制御をしつつ、循環ポンプ５及び再循環ポンプ３によって無電解メッキ液を循環させることにより、無電解メッキ液に接触する部材表面を無電解メッキする。
【００４９】無電解メッキ液は、硫酸ニッケル，酢酸ナトリウム，次亜リン酸ナトリウムの水溶液に水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)4）の粒子を含んだ懸濁液から成る。各試薬の濃度は、無電解メッキ液１リットル（水）に対して、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ4・６Ｈ2Ｏ）３０ｇ，酢酸ナトリウム１０ｇ及び次亜リン酸ナトリウム１０ｇを水溶させたものに、水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)4）を２，５，１０ｇ入れる。また、メッキ処理時間は５時間である。硫酸ニッケルの替わりに、硝酸ニッケルを用いても同様の効果が得られる。
【００５０】尚、上述の無電解メッキのみならず、実施条件により成分比を調整した無電解メッキ液を使用しても良い。また、上村工業（株）製のニムデンＬＰＸ（無電解Ｎｉメッキ液。ニムデンは上村工業（株）の登録商標）を用いても良い。
【００５１】無電解メッキ処理終了後、ドレン弁５８を開け、ドレン配管５３から無電解メッキ液を処理装置（図示せず）に排出する。次に、仮設配管を取り外し、通常のプラントの系統に戻す。
【００５２】定検終了後、原子力プラントの定格運転を行う。定格運転を行うことによって無電解メッキ表面が高温水（約２８０℃）に曝されるので、無電解メッキ表面は酸化処理される。
【００５３】本実施例によれば、部材表面への無電解メッキ処理及び高温水による酸化処理により、Ｎｉで覆われたメッキ層は、耐食性の優れたＮｉとＦｅのスピネル構造をした複合酸化物（ニッケルフェライト，ＮｉＦｅ2Ｏ4）の緻密な層が母材表面に形成される。一方、本実施例において、Ｎｉメッキ層に含まれる水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)4）が転化した酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）は、原子炉炉水温度範囲にて、ＮｉＦｅ2Ｏ4及び原子炉構造物に対して１０の５乗倍以上である約１０の９乗倍以上の電気抵抗を有する電気絶縁性の酸化物であり、且つ格子内酸素イオン拡散性を持つ酸化物である。故に、材料の腐食電位を長期にわたり低下させ且つ放射性物質の付着が抑制できる酸化皮膜を、無電解メッキを行った部材表面に形成することができる。
【００５４】また、仮設リングを挟みＰＲＶ蓋を閉じているため、ＰＲＶ蓋を閉じた状態で無電解メッキ液をＲＰＶに注入することが出来る。更に、ＰＲＶ蓋を閉じた状態で無電解メッキ液をＲＰＶに注入することで、ＰＲＶ蓋を開けた状態で無電解メッキ液をＲＰＶに注入した場合よりも、ＲＰＶ外部（オペレーションフロアなど）に無電解メッキ液の蒸気が飛散しない。
【００５５】なお、本実施例では、無電解メッキを行うために、仮設配管２１を化学除染と共用したが、化学除染用の仮設配管とは別に無電解メッキ用の仮設ラインを設けても良い。また、化学除染用の仮設配管を先に設け、化学除染終了後に、その仮設配管を改造して無電解メッキ用の仮設配管として用いても良い。化学除染の後に無電解メッキを行うと、原子力プラント構造物表面の腐食生成物が除去されているので、より均一な無電解メッキを施すことができる。これにより、化学除染をしない場合よりも放射性物質の付着抑制効果及び腐食電位の低下効果を得ることができる。また、再度無電解メッキ処理する場合には、酸化皮膜が少ないので、除染工程において、最初の還元除染を省き、酸化除染→還元除染に工程を簡素化できる。
【００５６】また、本実施例においては、電解メッキではなく無電解メッキを行うことにより、メッキを行うために原子力プラント構造物にメッキ用の電極を設置する必要がなく、該原子力プラント構造物に電流を流す必要もない。そのため、メッキの対象部と非対象部との間の絶縁を行う必要がない。更に、電流を流すことによる計測機器への影響を防ぐことができる。
（実施例２）次に、本発明を適用するに好適なＢＷＲプラントの概略を図２により説明する。ＲＰＶ１内で発生した蒸気は、主蒸気管８３によりタービン８１に供給され、復水器８２で凝縮されて水となる。この水は、給水となって給水ポンプ８６の駆動により給水配管８８を通ってＲＰＶ１に導かれる。給水は、給水配管８８を通る間に復水浄化設備８４で浄化され、給水加熱器８７で加熱される。ＲＰＶ１内の炉水は、ポンプ９０の駆動によって炉浄化系配管９１を通って再生熱交換器１６，非再生熱交換器１５及び脱塩器１７によって浄化された後、再生熱交換器１６，給水配管８８を経てＲＰＶ１に戻される。再生熱交換器１６，非再生熱交換器１５，脱塩器１７，ポンプ９０及び炉浄化系配管９１によって、原子炉浄化系が構成される。
【００５７】また、ＲＰＶ１内の炉水は、再循環ポンプ３の駆動によって再循環系配管２を通ってＲＰＶ１に戻される。これによって原子炉内の炉水を循環させる。再循環ポンプ３及び再循環系配管２によって、再循環系が構成される。再循環系配管２の途中には再循環系サンプリング配管９が設けられている。バルブ１３を開けて、再循環系サンプリング配管９を通じて炉水を水質モニタリング計測器２４に導くことにより、炉水の水質を計測する。ＲＰＶ１の停止時は、炉水の冷却を行うために、入口弁９４及び出口弁９５を開け、ポンプ９３を駆動させる。ポンプ９３の駆動により、原子炉内の炉水を残留熱除去系配管９８を経て熱交換器９７に送り、冷却した後、再循環系配管２を経てＲＰＶ１に戻す。ポンプ９３，熱交換器９７及び残留熱除去系配管９８によって残留熱除去系が構成される。ＲＰＶ１の底部にはＲＰＶ１内の液体を抜くためのボトムドレン配管３０が設けられている。本実施例では、再循環系サンプリング配管９のドレン用に既に設置されている炉水取り出し点を利用して、無電解メッキ液を注入する。
【００５８】以下、本実施例の手順を説明する。まず、ＢＷＲプラントの定検時において、全ての燃料集合体，制御棒，制御棒駆動機構（ＣＲＤ）及び炉内核計装管（いずれも図示せず）を取り外し、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１内の炉水を抜く。次に、再循環系サンプリング配管９に無電解メッキ液注入配管７５を仮設する。無電解メッキ液注入配管７５には無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２，電気ヒータ２３及び弁７１が設けられている。次に、弁１３を閉じる。これにより、無電解メッキ液が水質モニタリング計測器２４側に流れるのを防ぐことができる。
【００５９】次に、弁７１を開け、ポンプ７２を起動させて、無電解メッキ液をＲＰＶ１内に注入する。無電解メッキ液は実施例１と同じ物を用いる。無電解メッキ液は再循環系サンプリング配管９及び再循環系配管２を介してＲＰＶ１内に注入される。次に、再循環ポンプ３を起動させる。これにより、無電解メッキ液に接触する部材表面を無電解メッキする。また、再循環系配管２を用いてＲＰＶ１内で無電解メッキ液を循環させることができるので、無電解メッキ層の厚さ及び分布をより均一にすることができる。
【００６０】無電解メッキ処理終了後、使用した無電解メッキ液を抜く。次に、仮設した無電解メッキ液注入配管７５，無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２及び電気ヒータ２３を取り外し、通常のプラントの系統に戻す。定検終了後、原子力プラントの定格運転を行う。定格運転を行うことによって無電解メッキ表面が約２８０℃の炉水に曝されるので、無電解メッキ表面は酸化処理される。
【００６１】本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。更に、無電解メッキ液の注入に再循環系サンプリング配管９を用いることにより、ＲＰＶ１に直接仮設配管を設けることなく、ＲＰＶ１に無電解メッキ液を注入することができる。それにより、ＲＰＶ１に直接仮設配管を設ける場合に比べて、工程を短縮できる。
【００６２】なお、本実施例ではドレン用取り出し点を用いるが、ドレン用取り出し点の代わりに、ベント又はテスト用取り出し点を用いても良い。また、再循環系サンプリング配管９の代わりに、残留熱除去系に無電解メッキ液注入配管７５を接続しても良い。その場合、入口弁９４及び出口弁９５を開け、ポンプ９３を起動することにより、無電解メッキ液をＲＰＶ１内に注入する。なお、ポンプ９３を使用することにより、ポンプ７２が不用になる場合は、ポンプ７２の設置を行わなくても良い。また、本実施例による無電解メッキを、化学除染を行った後に実施しても良い。
（実施例３）本実施例では、ＢＷＲプラントの定検中に炉浄化系配管９１を利用して、無電解メッキ液を注入する。図３に本実施例における配管の構成図を示す。各機器の構成は実施例２と同じなのでここでは説明を省略する。
【００６３】本実施例の手順を説明する。まず、定検時に、ＲＰＶ１，再循環系配管２，炉浄化系配管９１内の炉水を抜き、炉浄化系配管９１に無電解メッキ液注入配管７５を仮設する。無電解メッキ液注入配管７５には無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２，電気ヒータ２３及び弁７１が設けられている。次に、弁７１を開け、ポンプ７２を起動させて、無電解メッキ液を炉浄化系配管９１に注入する。無電解メッキ液は実施例１と同じ物を用いる。無電解メッキ液注入後、弁７１を閉じる。注入された無電解メッキ液は、炉浄化系配管９１，給水系配管８８を経て、ＲＰＶ１に注入される。再循環系ポンプ３及びポンプ９０を起動させることで、ＲＰＶ１内部、再循環系配管２及び炉浄化系配管９１が無電解メッキされる。
【００６４】無電解メッキ処理終了後、使用した無電解メッキ液を抜く。次に、仮設した無電解メッキ液注入配管７５，無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２及び電気ヒータ２３を取り外し、通常のプラントの系統に戻す。定検終了後、原子力プラントの定格運転を行う。定格運転を行うことによって無電解メッキ表面が約２８０℃の炉水に曝されるので、無電解メッキ表面は酸化処理される。
【００６５】本実施例でも、実施例１と同様の効果を得ることができる。更に、ＲＰＶ１内部、再循環系配管２及び炉浄化系配管９１の広範囲を無電解メッキすることができる。
【００６６】尚、本実施例では無電解メッキ液注入配管７５を炉浄化系配管９１に仮設するが、給水配管８８上の給水ポンプ８６から給水配管出口１０１までの間もしくは残留熱除去系に無電解メッキ注入配管７５を仮設して、無電解メッキ液を注入しても良い。また、本実施例による無電解メッキを、化学除染を行った後に実施しても良い。
（実施例４）本実施例は、原子力プラントの運転中にＥＣＰを測定し、ＥＣＰの変化から次回以降の、炉内の化学除染及び無電解メッキ処理を行う時期を予測する実施例である。図１０に本実施例におけるＥＣＰ測定結果を示す。まず、化学除染及び無電解メッキを行ったプラントにおける原子炉構造部材のＥＣＰを通常運転中に測定する。ＥＣＰを検出するＥＣＰセンサは、ＬＰＲＭ（Local Power RangeMonitoring System ：局所出力領域モニタ系）などの原子炉内構造物に取り付け、ＥＣＰをモニタリングする。本実施例では測定を３ヶ月ごとに行う。
【００６７】化学除染及び無電解メッキを行った直後のＥＣＰの測定値はＥＣＰ低減の目標値より低い。しかし、原子力プラントの運転を続けることによって、ＥＣＰの測定値は徐々に上昇する。この上昇の度合いからグラフを外挿することによりECPの測定値がＥＣＰ低減の目標値を超える時期を予測する。本実施例では、ＥＣＰ測定開始から２１ヶ月目に再度化学除染及び無電解メッキ処理を行う。該予測時期に合わせ実施例１に示した方法で再度化学除染及び無電解メッキを行い、ECPを下げる。これを繰り返すことによって、長期間に渡ってＥＣＰを目標値以下に維持することができる。なお、本実施例では化学除染及び無電解メッキの方法として実施例１の方法を用いるが、実施例２もしくは実施例３の方法を用いても良い。
【００６８】尚、本実施例では、再度化学除染及び無電解メッキ処理を実施しているが、その代わりに、直接炉水に水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)4）を注入し、ＥＣＰ低減の持続を図っても良い。
【００６９】水酸化ジルコニウム(Ｚｒ(ＯＨ)4）から酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）に転化する際にＣａＯやＹ2Ｏ3などを安定化剤として添加した安定化ジルコニア粒子を無電解メッキ液に加えても良い。これによれば、電気絶縁体又は格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物が安定に存在し、酸素イオンの空孔を生じることで、イオン伝導性が増すため、更なる腐食電位低下効果を得ることができる。
【００７０】上述の各実施例ではＢＷＲプラントについて述べたが、インターナルポンプを備えた改良型沸騰水型原子力プラント（ＡＢＷＲプラント）の構造物に、上述の各実施例と同様の手順で無電解メッキを行っても良い。また、一次冷却系配管と原子炉容器を備えた加圧水型原子力プラント（ＰＷＲプラント）の構造物に、各実施例と同様の手順で無電解メッキを行っても良い。
【００７１】また、原子力プラントに無電解メッキ液を注入してプラント構造物に無電解メッキを行うのではなく、無電解メッキを行う原子力プラント構造物を原子力プラントから取り外し、無電解メッキ液に侵漬することで、無電解メッキを行って該部材表面にメッキ層を形成しても良い。また、新規に製作したプラント構造物を原子力プラントに取り付ける際には、原子力プラントに取り付ける前に同様の方法で無電解メッキを行って該部材表面にメッキ層を形成しても良い。新規プラントを建設する際には、原子力プラントに取り付ける前に同様の方法で無電解メッキを行い部材表面にメッキ層を形成し、そのプラント構成部材を新規プラントの建設に使用しても良い。また、上述の原子力プラントから取り外した原子力プラント構造物及び新規に作成した構造物の表面にメッキ層を形成する際は、無電解メッキに限らず、電解メッキを用いても良い。
【００７２】上述の各実施例では水素注入を必要とせずに腐食電位を下げることができるが、メッキの形成を行った後にメッキ層が剥がれるなどの要因によりメッキ層による腐食電位低下の効果が減衰した場合は、水素注入を行って腐食電位を低下させても良い。また、亀裂の入った箇所やＳＣＣの発生した箇所へ、無電解メッキ液を流し込み、腐食電位の低下を図ってもよい。
【００７３】上述の各実施例では、無電解メッキを行う母材がステンレス鋼(ＳＵＳ３０４)，ニッケル基合金，炭素鋼など、複数種類の場合であっても、顕著な腐食電位の低下効果を得ることができる。
【００７４】上述の各実施例によれば、原子力プラントにおいて、水素注入を必要とせずに（即ち、水素注入の有無にかかわらず）原子力プラント構造物の腐食電位をより一層低下できる。
（実施例５）図１３に、実施例５における仮設配管の構成図を示す。本実施例は、化学除染方法が実施例１と異なる例である。その他は実施例１と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００７５】本実施例の手順を説明する。まず、ＢＷＲプラントの定検時において、ＲＰＶ１内から全ての燃料集合体，制御棒，制御棒駆動機構（ＣＲＤ）及び炉内核計装管（いずれも図示せず）を取り外す。その際、炉水は抜かずに後述の仮設配管２１を設置するのが望ましい。
【００７６】次に、化学除染及び無電解メッキに使用する仮設配管２１，還元除染剤（例えばシュウ酸）を注入するための還元除染剤注入装置５０，酸化除染剤（例えば過マンガン酸）を注入するための酸化除染剤注入装置５１，化学除染液（還元除染剤及び酸化除染剤）中のイオンを吸着するためのカチオン樹脂塔５２及び混床樹脂塔２００，必要に応じて仮設配管内の液体を抜くためのドレン弁５８及びドレン配管５３，無電解メッキ液を仮設配管２１に注入するための無電解メッキ液注入装置８，化学除染液及び無電解メッキ液を循環させるための循環ポンプ５，化学除染液及び無電解メッキ液の温度を調節するためのヒータ２３，還元除染剤を分解する紫外線照射装置２０２を設ける。カチオン樹脂塔５２及び混床樹脂塔２００の上流側にクーラー２０３を設置し、除染液がこれらの樹脂塔を通過する前に冷却する。
【００７７】仮設配管２１からＲＰＶ１への入口は、ＲＰＶ１とＲＰＶ蓋１９０の間に複数の注入口７７を持つ仮設リング１９３を挟み、ＲＰＶフランジ１９２，仮設リング１９３，ＲＰＶ蓋１９１をボルト（図示せず）で締めることで取り付ける。また、ＲＰＶ１から仮設配管２１への出口は、ＣＲＤ及び炉内核計装管を取り付けるためにＲＰＶ１の下部に設けられているＣＲＤハウジング１９４及び炉内核計装管ハウジング（ＩＣＭハウジング）１９５の下端を取り外し、仮設配管２１を取り付ける。仮設配管取り付け時、全ての弁（５８，２０１，５５，５６，６１，６０，６３，７１，５７，５４）は閉じている。
【００７８】次にＲＰＶ１内の化学除染を行う。化学除染は、ＲＰＶ１及び再循環系配管２の内部に付着した腐食生成物を除去するために行う。腐食生成物とは、放射性核種に汚染された金属や金属酸化物を示す。まず、循環ポンプ５を作動させ、ヒータ２３により系統内の水を所定の温度（例えば９０±５℃）に制御して循環させる。
【００７９】所定の温度に制御されていることを確認後、弁５４，５５，５６及び６１を開け、還元除染剤注入装置５０から還元除染剤（例えばシュウ酸）を、仮設配管２１に注入する。
【００８０】既に循環ポンプ５が作動しているので、仮設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハウジング１９４及びＩＣＭハウジング１９５，循環ポンプ５，カチオン樹脂塔５２，ヒータ２３の順で還元除染剤が循環される。再循環ポンプ３を起動させるとさらによい。これにより、再循環系配管２を用いてＲＰＶ１内で還元除染剤を循環させることができるので、効率的に還元除染を行うことができる。還元除染によりＲＰＶ１や再循環系配管２から剥がされた腐食生成物はカチオン樹脂塔５２によって取り除かれる。
【００８１】還元除染が終了した後、還元除染剤（例えばシュウ酸）を分解する。弁５４を及び６１を閉じ、弁６０を開ける。次に、弁６３を開け、過酸化水素注入口６２から過酸化水素（過酸化水素注入タンクは図示せず）を注入する。注入された過酸化水素及び紫外線照射装置２０２によって、還元除染剤（例えばシュウ酸）が分解される。分解の際生成する二酸化炭素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントライン（図示せず）などを利用することにより系統外へ放出される。
【００８２】還元除染剤の分解終了後、弁５５，６３，６０を閉じ、弁２０１，６１を開き、カチオン樹脂塔だけでは除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹脂塔２００に通水して系統水の浄化を行う。浄化終了後、以下に示す酸化除洗剤の注入工程に進む。次に、弁２０１を閉じ、弁５７を開ける。循環ポンプ５及び再循環ポンプ３を作動させたまま、酸化除染剤注入装置５１から酸化除染剤（例えば過マンガン酸）を仮設配管２１に注入する。
【００８３】酸化除染終了後、弁５７を閉じ、弁５４を開き、シュウ酸により酸化除染剤（例えば過マンガン酸）を分解する。分解の際に発生する二酸化炭素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントラインなどを利用することにより系統外へ放出される。
【００８４】酸化除染剤の分解終了後、再び、還元除染及び還元除染剤分解を行う。還元除染剤の分解終了後、弁５５を閉じ、弁２０１を開き、カチオン樹脂塔だけでは除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹脂塔２００に通水して系統水の最終浄化を行う。
【００８５】以上述べた化学除染の工程（還元除染→還元除洗剤分解→浄化→酸化除染→酸化除洗剤分解→還元除染→還元除洗剤分解→最終浄化）終了後、前記無電解メッキ液の注入工程に進む。尚、化学除染液の最終浄化後、系統水の導電率や不純物イオンなどの分析により（図示せず）、所定の値を逸脱する場合には、ドレン弁５３を開くことにより系統水を系統の外へ排出してもかまわない。また、再度無電解メッキ処理する場合には、酸化皮膜が少ないので除染工程において最初の還元除染を省き、酸化除染→還元除染に工程を簡素化できる。
【００８６】尚、無電解メッキ処理を施した後のプラントの運転中は、炉水中のＮｉ／Ｆｅ比を２以上３以下の範囲で、炉水中からＦｅを供給するとよい。これによれば、酸化ジルコニウムを含むＮｉ−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ2Ｏ4）からのＦｅの溶出防ぐことが出来、酸化被膜の成長を防ぐことができる。その結果、Ｎｉ−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ2Ｏ4）の層が安定に存在することにより、炉水表面に接する酸化ジルコニウムの分散も安定に保つことができる。また、無電解メッキ処理により形成されたＮｉ−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ2Ｏ4）の耐久性を保持させることが出来る。そのため、長期間に渡りＥＣＰ低減が安定に保つことが出来る。
【００８７】
【発明の効果】本発明によれば、水素注入の有無にかかわらず、原子力プラント構造物の腐食電位を低下できる。
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【出願日】 平成１２年７月２１日（２０００．７．２１）
【代理人】 【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
【公開番号】 特開２００２−４０１９０（Ｐ２００２−４０１９０Ａ）
【公開日】 平成１４年２月６日（２００２．２．６）
【出願番号】 特願２０００−２２６１９３（Ｐ２０００−２２６１９３）