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Damage diagnostic of localized impact erosion by measuring acoustic vibration

音響振動計測による局所衝撃壊食の損傷診断

二川 正敏; 直江 崇*  ; 粉川 広行; 池田 裕二郎

Futakawa, Masatoshi; Naoe, Takashi*; Kogawa, Hiroyuki; Ikeda, Yujiro

高出力核破砕中性子源の開発が世界で行われている。我が国では、革新的な科学研究の推進を目的としたJ-PARCの物質生命科学研究施設に、核破砕中性子源として水銀ターゲットが設置される。水銀を内包するターゲット容器はパルス陽子線入射時に衝撃的圧力変動を受ける。この圧力変動により生じるキャビテーションは、局所衝撃壊食をターゲット容器に付加する。この衝撃壊食は、ターゲット容器の寿命を支配する因子となる。これまでに、陽子線入射励起圧力波を再現できる電磁力衝撃圧負荷試験機を開発し、衝撃壊食の成長挙動を評価した。ここでは、局所衝撃エネルギに関連する音響振動を計測し、損傷形態と比較した。その結果、音響振動は、損傷の程度を推測する有効な情報を与えうることが明らかになり、音響振動によりターゲット容器構造健全性を診断できる可能性を示した。

High power spallation targets for neutron sources are developing in the world. Mercury target will be installed at the material and life science facility in J-PARC, which will promote innovative science. The mercury target is subject to the pressure wave caused by the proton bombarding mercury. The pressure wave propagation induces the cavitation in mercury that imposes localized impact damage on the target vessel. The impact erosion is a critical issue to decide the lifetime of the target. The electric Magnetic Impact Testing Machine, MIMTM, was developed to produce the localized impact erosion damage and evaluate the damage formation. Acoustic vibration measurement was carried out to investigate the correlation between damage and acoustic vibration. It was confirmed that the acoustic vibration is useful to predict the damage due to the localized impact erosion and to diagnose the structural integrity.

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パーセンタイル:38.23

分野:Nuclear Science & Technology

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