Bayesian nonparametric analysis of crack growth rates in irradiated austenitic stainless steels in simulated BWR environments

照射されたオーステナイト系ステンレス鋼のBWR模擬環境におけるき裂進展速度に関するノンパラメトリックベイズ解析

知見 康弘; 高見澤 悠 ; 笠原 茂樹*; 岩田 景子 ; 西山 裕孝 

Chimi, Yasuhiro; Takamizawa, Hisashi; Kasahara, Shigeki*; Iwata, Keiko; Nishiyama, Yutaka

照射誘起応力腐食割れ(IASCC)進展挙動に影響を及ぼすパラメータを調べるため、ノンパラメトリックベイズ(BNP)法を用いて、照射されたオーステナイト系ステンレス鋼の沸騰水型軽水炉(BWR)環境におけるき裂進展速度に関する既存データの統計解析を試みた。き裂進展速度と照射材の降伏応力()、応力拡大係数()、腐食電位(ECP)、及び高速中性子照射量といった入力パラメータの確率分布から、き裂進展速度の中央値を計算し、き裂進展速度の実測値と比較した。解析結果はき裂進展速度の実測値をよく再現するとともに、き裂進展速度が高い領域(すなわち高中性子照射量条件)では、照射誘起偏析(RIS)や局所変形など照射硬化とは異なるメカニズムにより、中性子照射量がき裂進展速度に影響を及ぼす可能性を示している。

To investigate influential parameters for irradiation-assisted stress corrosion cracking (IASCC) growth behavior, we attempt to analyze statistically existing data on the crack growth rate (CGR) in irradiated austenitic stainless steels (SSs) in boiling water reactor (BWR) environments using the Bayesian nonparametric (BNP) method. From the probability distribution of CGR and some input parameters, such as yield stress of irradiated material (), stress intensity factor (), electrochemical corrosion potential (ECP), and fast neutron fluence, the mean CGR is estimated and compared with the measured CGR. The analytical results show good reproducibility of the measured CGR. The results also indicate the possible neutron fluence effects on CGR in high CGR region (i.e., high neutron fluence condition) by radiation-induced segregation (RIS), localized deformation, and/or other mechanisms than radiation hardening.