Abstract
近十多年來，為減緩沸水式反應器 (Boiling Water Reactor, BWR) 組件的沿晶應力腐蝕龜裂 (Intergranular Stress Corrosion Cracking, IGSCC) 與輻射促進應力腐蝕龜裂 (Irradiation-Assisted Stress Corrosion Cracking, IASCC) 問題，已有許多方式被提出討論。加氫水化學 (Hydrogen Water Chemistry, HWC) 技術是在飼水中注氫來降低基材金屬的電化學腐蝕電位 (Electrochemical Corrosion Potential, ECP)，已證實能有效防制IGSCC與IASCC的發生。然而，HWC技術在高注氫量下，會帶來升高管路輻射劑量的副作用，於是增益或取代HWC的被覆技術接著發展出來，其中以催化性被覆及抑制性被覆最為普遍。前者是利用貴重金屬催化氫的氧化反應，以促進HWC的效益；抑制性被覆則是在組件表面形成一阻絕被覆，以降低金屬表面氧化還原反應的速率，進而降低不□鋼組件的腐蝕速率。過去本實驗室在模擬反應器水環境下以動態熱水沉積法進行氧化鋯 (ZrO2) 抑制性被覆，研究結果顯示其對降低不□鋼組件的裂縫成長速率 (Crack Growth Rate, CGR) 有相當的成效，為進一步提升抑制性被覆技術的可行性，以針對未來實際應用的情形，本實驗提高濃度進行抑制性被覆，研究若縮短被覆時間對被覆效果的影響。另一方面在替代加氫水化學的技術尚未完全純熟之前，核電廠區的輻射劑量會隨著電廠運轉增加而累積，已成為核電廠目前急需控制和解決的迫切問題，所以近年來核能業界已逐漸發展出接近成熟的加鋅水化學技術以有效改善輻射劑量率，並廣泛的實際應用當中，不過卻無法證實加鋅後之組件對SCC是否存在有改善的效果，所以本篇論文將經加鋅水化學處理後的不□鋼試片做高溫電化學量測，以及表面結構的分析，以探討加鋅水化學是否有類似抑制性被覆之機制。本研究結果顯示，透過熱水沉積法完成之高濃度氧化鋯被覆的試片，試片表面鋯元素的含量會隨被覆時間的縮短而使被覆效果下降更多，且其抑制性效果仍侷限於陰極氧的還原反應，但根據腐蝕電流密度的下降現象可知，其仍具有一定程度的防蝕保護能力。而加鋅水化學的研究中，我們發現預長氧化膜候再加鋅處理的試片，表面氧化膜型態會發生改變，動態極化曲線結果顯示氧化膜的改變的確有類似抑制性的效應產生，而其抑制性效果甚至略為超過氧化鋯被覆之試片，證實添加Zn除了可以抑制爐水中Co-60沉積之能力外還有抑制SCC發生的潛力。