鋅鋁離子對304L 不銹鋼在高溫水環境中形成的氧化膜性質的影響

李文騰，張勝寒，焦 洋

(1.華北電力大學(保定)環境科學與工程系，河北 保定 071003；2.中核四O 四有限公司，甘肅 蘭州 732850)

0 前 言

眾所周知，向核電站第一回路中加入鋅的技術能有效降低核電站第一回路系統中金屬材料的腐蝕和職業腐蝕的照射劑量。鋅注入技術可以置換金屬表面氧化膜中的離子，使金屬表面氧化膜物相組成發生改變，從而增強金屬的耐腐蝕性能[1-4]。

Zn 元素具有3 種不同的同位素，分別為64Zn、66Zn、68Zn，其中64Zn 的含量占總質量的48%左右，在一回路水中受到中子的照射會生成放射性強和半衰期長的65Zn，因此有時反而會使輻射照射劑量增加，嚴重影響鋅注入技術對輻射的抑制作用[5]。這種情況導致很多核電廠使用豐度低和價格昂貴的耗盡鋅。核電站的運行需要加入20～40 μg/L 的鋅離子，大量使用耗盡鋅會使核電站運營的成本增加[6，7]。

Al 元素的天然同位素中的27Al 沒有放射性，并且該元素的豐度幾乎接近100%，除了26Al 外其他元素的半衰期都比較短，因此27Al 為穩定元素。目前未發現在反應堆中有26Al 的生成。因此在核電站第一回路中加入鋁幾乎對輻射劑量沒有影響，鋅注入技術中使用鋁離子替代鋅離子是一種可行的方法[8，9]。

本工作采用鋅鋁同時注入技術，使用電化學和半導體電化學技術研究金屬材料304L 不銹鋼在高溫水中的耐腐蝕性能，旨在用鋁離子替代鋅離子來降低運行核電站的成本，同時保證減小輻射劑量、提高金屬材料的耐腐蝕性能。

1 試 驗

1.1 試樣的準備

試樣均為304L 不銹鋼，304L 不銹鋼的化學組成見表1?！?br>