中性子照射などにより延性が著しく低下する場合の構造健全性確保の概念

Concept for assuring structural integiry for reducing ductility materials under intense neutron irradiation and other environments

鈴木 一彦; 實川 資朗

Suzuki, Kazuhiko; Jitsukawa, Shiro

延性が低下する材料を用いた機器の構造健全性確保のための新しい、体系的な概念を提案する。中性子高照射などにより材料特性が変化し、延性や靭性が著しく低下する場合がある。しかし、既存の構造規格では高延性で、かつ、材料特性は大きくは変化しないとしている。このため、構造健全性確保の概念として延性低下まで含めて適用できる新たな体系的な考え方が必要である。そこで、想定すべき破損モードを検討し、各モードについて負荷をコントロールできる範囲で最大強度を限界強さとする破損防止の概念を検討し、提案する。延性破壊防止に関し、限界強さは、引張荷重に対しては塑性不安定開始荷重、すなわち、引張強さであるが、曲げモーメントに対しては、塑性不安定によるネッキングを生じないことから破壊強さとすることができる。このように荷重タイプによって限界強さを変えた新しい体系的な破壊防止制限式を提案する。

A new, systematic concept of structural integrity assurance is proposed for application to components with reducing or reduced ductility materials. The current structural codes are all based on the assumption of nosignificant changes in mechanical property in service and high ductility. Intense neutron irradiation at moderate temperatures in nuclear reactors and fusion machines, for example, induces hardening, e.g., a significant change in yield strength, and then, reduction in ductility. Therefore, failure modes to be prevented are discussed, first, for components with such materials. Second, a new concept of limiting strength is proposed. Then, a systematic concept of ductile fracture prevention is proposed, by reasonably applying loading type-dependent limiting strengths.