超臨界圧水冷却高速炉の炉内構造材劣化予兆診断技術の開発

Development of non-destructive inspection method to predict degradation on internal structural materials in super critical water reactor

根本 義之  

Nemoto, Yoshiyuki

これまでに導入されている原子炉構造材料の劣化診断技術は、いずれも微細き裂などの損傷が発生した後にそれを検知可能である。一方、これまでに著者らが行った研究では、合金組成,照射損傷量が異なる6種類のオーステナイトステンレス合金中性子照射材において、照射誘起応力腐食割れ(IASCC)感受性と磁気パラメータの間に相関関係があることを示した。それに基づき、著者らはき裂発生以前のIASCCの予兆を非破壊で検知する磁気的診断手法開発のため、相関関係の機構解明研究及び機器開発研究を行った。中性子照射材及び模擬材を用いたIASCC感受性評価試験,磁気測定試験,微細組織解析等により、IASCC感受性と磁気パラメータの相関関係の主な原因は、照射誘起偏析による粒界でのCr欠乏,Ni富化に基づく磁性相生成であることを明らかにした。また、実機での耐環境性,遠隔性,操作性を考慮した磁気測定装置の要素技術を開発し、線照射試験及び中性子照射材の磁気測定試験等を行い、実機への適用可能性を検討した。今後は測定精度の改良,実機における実証試験などを行っていくべきと考えられる。

Authors previously reported the leakage magnetic flux density measured by flux gate (FG) sensor depended on the irradiation assisted stress corrosion cracking (IASCC) susceptibility of neutron irradiated austenitic stainless steels. The present study aimed to evaluate a possibility to develop diagnostic method to detect symptom of IASCC by more practical methods such as the eddy current method and AC magnetization method. Magnetic properties of neutron irradiated specimens and mockup specimens were measured and the dependence on IASCC susceptibility was revealed. Microstructure observation using a transmission electron microscope (TEM) was conducted to study the magnetic phase formation by radiation induced segregation (RIS). It was shown that the measurement of magnetic signal changed by magnetic phase formation along grain boundaries caused by radiation induced segregation (RIS) would be a mechanism of the diagnostic method to detect symptom of IASCC.