「常陽」にて照射されたオーステナイト系ステンレス鋼の磁気特性変化

Magnetic property variation of the austenitic stainless steels irradiated in JOYO

林 長宏; 高屋 茂  ; 永江 勇二 ; 今野 将太郎; 山県 一郎 

Hayashi, Takehiro; Takaya, Shigeru; Nagae, Yuji; Konno, Shotaro; Yamagata, Ichiro

原子力プラントの経年評価や健全性確保のためには、構造材料の熱時効効果及び照射損傷等による材料損傷を非破壊で把握し、管理することが望ましい。これまでに、磁気特性が非破壊で測定できること及び微細組織や局所的な化学組成等の変化に敏感であることに着目して、着磁後に材料表面から漏えいする磁束密度による材料損傷評価の可能性を示した。ただし、従来法では、試験片を大きな磁石で挟んで試験片全体を着磁していたために、試験片端部からの磁束の影響を受けやすいこと及び実機への適用性等の課題があった。そこで、小型の磁石を試験片の片側表面に接触させ局所的に着磁する方法(点状着磁法)を開発し、本試験で初めて、高速炉の構造材料であるオーステナイト系ステンレス鋼の照射試験片に適用した。結果、弾き出し損傷量の増加に伴って漏えい磁束密度が大きくなる傾向が見られた。また、漏えい磁束密度の照射温度への依存性も観察された。以上より、オーステナイト系ステンレス鋼については、点状着磁法を適用した漏えい磁束密度測定による照射損傷評価の可能性が示された。

Structural materials in nuclear plants are affected to aging degradation and irradiation damage. Nondestructive measurement of materials damage is a preferred method for the diagnosis of nuclear plants. The previous studies are focused on magnetic property, which is able to measure by nondestructive and sensitive for microstructure and variation of local chemical compositions. However, whole sample is needed to magnetize by large magnets in the previous method, and the sample is easily influenced by magnetic flux at the edge of sample. This issue makes magnetic method difficult to apply to nuclear plants. The pointing magnetization technique was developed for a local magnetization of samples with a small magnet. It is the first time to apply this method on austenitic stainless steels for fast reactor structural material. The measurement results show that austenitic steels have increased magnetic flux density as dose increases. And magnetic flux density is dependent on irradiation temperature. These results indicate pointing magnetize technique suggested the possibility of the irradiation damage evaluation of austenitic stainless steel.