[其他]降低核电站中放射性的方法

说明书

本发明涉及到一种降低放射性的新方法，更具体地讲是涉及到抑制放射性物质附到结构元件上去的方法，这些元件在运行中与溶解有放射性物质的液体相接触，例如核电站中的一次冷却水管便是，以及涉及到一种抑制从结构元件和反应堆芯的活性材料中释放金属离子或金属氧化物的方法。

在核电站的一次冷却系统中使用的泵，阀、管道等是由不锈钢、以钴为基本元素的钨铬钴硬质合金等制成的（以下统称为“结构元件”）这些金属较易于在长期运行过程中腐蚀或损坏，因而组成这些金属元件的成份溶解在反应堆的冷却水（以下简称“冷却水”）内而被带到反应堆中。大部分溶解的金属在此转化成氧化物，然后附着到燃料棒上。在这种状况下，金属元素受到中子的辐射，结果形成诸如⁶⁰CO⁵⁸CO⁵¹Cr及⁵⁴Mn等放射性核素。这些放射性核素，再回到一次冷却水中成为悬浮的离子或难溶的固体分子（以下称为“杂质”），其中有一部分在为软化反应堆水设置的除盐等装置中除掉，但其余的就在一次冷却水系统的循环过程中附着在结构元件的表面上。因此在结构元件的表面上放射性剂量的比率升高，这样一来就发生了在维修和监查期间对工人们的放射性照射的问题。

为了解决这项问题，曾提出过抑制产生上述金属元素溶解的各种方法，以便降低放射性物质的附着量。在这些方法中有如采用抗腐蚀材料构成抑制结构元件腐蚀的方法，以及向供水系统中掺氧而形成抑制结构元件腐蚀的方法。但是，在每种方法中，在带有补充给水系统的一次冷却水系统中，其结构元件的腐蚀仍然抑制不足，因此在一次冷却水中放射性物质的含量得不到充分降低，所以，在结构元件的表面上，由于放射性物质的不断附着，以致放射剂量的比率仍然增长。

在另一方面，也研究和实践了许多除去附在结构元件上放射性物质的方法，其中包括有：（1）机械清洗，（2）电解清洗，和（3）化学清洗等方法，在（1）和（2）两种方法中，对于除去牢固在结构元件表面上的放射性物质有困难，而且不能清除掉整个系统那么大面积的放射性污染。方法（3）包括有利用一种化学反应溶去钢表面上一层氧化膜。例如采用酸溶液除去存有放射性物质的那层膜。在这种方法中，即使放射剂量比率暂时减小了，而当结构元件暴露在含有放射性物质的溶液中时就会发生更快更高浓度的放射性污染。

利用最初在结构元件的表面上设置一层氧化膜来抑制放射性物质附着的方法已在日本专利公开№.121197/1980和37498/1984中公开发表。但是，在这个方法中，放射性物质的附着行为随着最初所提供的氧化膜的性质而显著地变化，例如，放射性离子的行为随着氧化膜的荷电状态而改变。在结构元件浸在溶解有放射性物质的液体中新形成氧化膜的增长速率也随着已有的膜的性质而变化，这样一来便永远也得不到满足需要的膜。

本发明的目的即为提供一种降低放射性的方法，用以对具有与含放射性物质的高温高压纯水相接触的核电站降低其放射性。

在本发明中提供了一种降低放射性的方法，即在金属结构元件暴露在与含有放射性性质的高温高压反应堆的水相接触之前即预先在其表面上形成氧化膜，以达到减少放射性的目的：其特征为，在一个高温的周围介质中将所述的金属结构元件加热进行第一步氧化处理之后，对这样处理过的该金属结构元件进一步在比第一步氧化处理的具有更强氧化能力的周围介质中进行加热作第二步氧化处理，由此而获得比第一步氧化处理形成的更密实的氧化膜。

也就是说，对与含有放射性物质的反应堆冷却水相接触的金属结构元件，采用抑制放射性物质向该元件上附着的方法。在本发明的这种方法中包括有：在第一步处理中形成具有相对高气孔率而又足够厚的氧化膜，随后在第二步处理中形成薄而密实的膜。

对于在第一步处理中厚而多孔的膜，可以采用具有低氧化能力的热水或蒸汽进行氧化处理来形成，而对在第二步处理中薄而密实的膜，则可用比第一步处理的具有较强氧化能力的热水或蒸汽进行氧化处理取得。

根据实际情况来看，含在高温高压水中的放射性物质是在高温高压水对结构元件腐蚀而造成氧化膜的过程中吸附到结构元件上的，所以减少金属结构的腐蚀率即能抑制放射性物质向其附着，此即本发明的构思之所据。

仅用具有低氧化能力的热水作为第一步处理能使膜长厚，但还产生不了在反应堆冷却水的周围介质中具有足够的腐蚀抑制效应，所以这层膜也不足以达到抑制放射性物质的效果。