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核燃料再処理環境中におけるジルコニウムの応力腐食割れに関する研究

Study on the stress corrosion cracking of zirconium in nuclear fuel reprocessing environment

加藤 千明  

Kato, Chiaki

本論文は核燃料再処理環境中におけるジルコニウムの応力腐食割れ(SCC)に関する研究成果をまとめたもので、全文7章から成っている。1章では背景及び目的を述べた。2章では試験装置を説明した。3章では沸騰伝熱面においては硝酸の酸化力が高まり沸騰伝熱面においてSCCが生じる可能性を示した。4章ではSSRT試験からSCC感受性は硝酸濃度と温度により大きくなり、切り欠き部でSCC感受性が大きくなることを示した。また、SCC感受性は結晶配向性に影響され、圧延方向と割れ進展面が一致する面で大きくなることを示した。5章では、溶接部のSCC感受性に関して(0002)面の存在量が多いHAZ/母材境界部にてSCC感受性は高くなることを示した。6章では、硝酸の高い酸化力発生機構に関して考察し、沸騰伝熱面における酸化還元電位の上昇は、沸騰バブル相にNO$$_{2}$$等のガス状窒素酸化物成分が移行し溶液から絶えず排除されることでHNO$$_{2}$$の熱分解が加速されることにより生じることを明らかにした。7章では、総括を述べた。

This study is investigation about stress corrosion cracking (SCC) of zirconium in nuclear fuel reprocessing. Chapter 1 is described background. Chapter 2 is explained experimental apparates. Chapter 3 is described the increased oxidization potential on the heat-transfer surface and suggested the initiation of SCC on a boiling heat-transfer surface. Chapter 4 is described that the SCC susceptibility increased with increasing nitric acid concentration and solution temperature on notched specimen by SSRT. In addition, the SCC susceptibility effected by the crystal anisotropy by the hot rolling direction and increased on a parallel face to the rolling direction. Chapter 5 is described that the SCC susceptibility increased in HAZ/base metal boundary in order to the preferential orientation of cleavage plane (0002). Chapter 6 is described that the increased oxidization potential on the heat-transfer surface is attributed to the reduction of nitrous acid concentration by the thermal decomposition on the surface and the removal of the decomposition product from solution by boiling bubbles.

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