Dekontaminointimenetelmien soveltuvuus ydinvoimalamateriaaleille

Kevytvesireaktorin primaaripiirin materiaalien pinnoille syntyy käytön aikana radioaktiivinen oksidikerros, joka koostuu jäähdytteestä saostuneesta korroosiotuotekerroksesta ja hapettumakerroksesta. Näiden kerrosten poistoon käytetään mekaanista, kemiallista ja sähkökemiallista dekontaminointia. Tutkimuksessa kokeiltiin kemiallisessa dekontaminoinnissa käytettäviä liuoksia ja saparokemiallista dekontaminointia kevytvesireaktoriolosuhteita (BWR ja PRW) simuloivissa autoklaavikokeissa syntyneiden ruostumattomien terästen, Inconel 600 -seoksen sekä hiili- ja paineastiaterästen oksidikerrosten poistoon. Kemiallinen dekontaminointi suoritettiin upottamalla näytteet käsittelyliuoksiin. Tutkimuksessa oli mukana AP-CITROX-käsittelyn eri kombinaatioita, HF-HNOq-, PHOS-, SUL- ja AP-SUL-käsittelyt. Sähkökemiallisessa dekontaminoinnissa käytettiin 10 % ja 30 % fosforihappoliuoksia. Varsinaisten dekontaminointikokeiden lisäksi mitattiin materiaalien painohäviöt ja anodiset polarisaatiokäyrät dekontaminointiliuoksissa. Ruostumattomien terästen ja Inocel 600 -seoksen korroosionopeudet olivat alhaiset kaikissa muissa käsittelyissä paitsi HF-HNO3-käsittelyssä. Hiili- ja paineastiateräkset syöpyivät ruostumattomia teräksiä nopeammin. Ruostumattomilla teräksillä ja Inconel 600 -seoksella ei ole taipumusta piste- ja rakokorroosioon sähkökemiallisten mittausten perusteella. Paras dekontaminointitulos BWR- ja PWR-olosuhteissa hapetetuille ruostumattomille teräksille ja Inconel 600 -seokselle saatiin AP-CITROX E -käsittelyllä ja sähkökemiallisella dekontaminoinnilla sekä hiili- ja paineastiateräksille SUL-käsittelyllä ja soikkokemiallisella dekontaminoinnilla alhaisilla virrantiheyksillä. Ruostumattomilla teräksillä ja Inconel 600 -seoksella esiintyi yleistä korroosiota AP-CITROX-käsittelyissä ja sakokemiallisessa dekontaminoinnissa. HF-HNO3-käsittelyssä nämä materiaalit syöpyivät voimakkaasti. Herkistettyjen ruostumattomien teräsnäytteiden raerajat syöpyvät sähkökemiallisessa dekontaminoinnissa ja muutamissa AP-CI-ROX- käsittelyissä. Muokkausmartensiitti syöpyi selektiivisesti useissa liuoksissa ja syöpyminen oli voimakkainta HFHNO3-käsittelyssä. Hiili- ja paineastiateräkset syöpyivät voimakkaasti PHOS- ja GLU-käsittelyissä. AP-CITROX- ja CITROX-käsittelyissä niiden pinnalle muodostui oksalaattikerros.