一回路注锌对腐蚀产物的影响分析

田 超，夏明明，黄博琛，景福庭，肖 锋，吕焕文，高希龙

(中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室，四川 成都 610213)

从核电厂的运行经验反馈得知，停堆检修时人员遭受的辐射剂量主要来自于设备管道中沉积的活化腐蚀产物。核电厂一回路设备材料的腐蚀问题影响着核电厂反应堆运行的安全性、经济性，通过对一回路水化学控制可有效缓解和预防均匀腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂等问题，防止腐蚀产物在堆芯沉积，从而控制反应堆的辐射剂量[1-3]。关于水化学控制措施有很多，我国部分在建核电厂已计划采用注锌技术，但由于一回路复杂的水化学状态以及其与一回路基体金属间复杂的物理化学反应，关于注锌对腐蚀产物影响的理论机理以及计算分析研究较为欠缺，大多数从实验论证的角度模拟注锌后材料表面腐蚀量的变化。本文以辐射防护最优化为原则，从注锌的角度出发，通过理论分析和实验对比论证注锌对一回路冷却剂系统腐蚀产物源项的影响。

1 注锌技术理论模型研究

1.1 氧化膜的双层膜结构理论

在高温高压水介质中，通常认为基体金属(一般为奥氏体不锈钢、镍基合金、司太利合金等)表面氧化所形成的氧化膜有两层结构[4]。内层为致密的保护性氧化膜，一般情况下Cr含量较高，其结构为AB2O4形式的尖晶石结构，其中A代表二价阳离子，主要指Fe2+、Ni2+、Co2+、Zn2+等；B代表三价阳离子，主要指Fe3+和Cr3+。外层一般为疏松的氧化物，其结构一般为磁铁矿或铁镍酸盐形式的结构，或是Fe、Ni的氢氧化物。……