Development of constitutive models for fast reactor design

高速炉設計のための構成モデルの開発

月森 和之; 岩田 耕司*; 川崎 信史* ; 岡島 智史 ; 矢田 浩基 ; 笠原 直人*

Tsukimori, Kazuyuki; Iwata, Koji*; Kawasaki, Nobuchika*; Okajima, Satoshi; Yada, Hiroki; Kasahara, Naoto*

高速増殖炉実用化のためのR&D、すなわちFaCT(Fast reactor Cycle Technology development)が日本において進められている。そのR&D項目の一つとして、従来設計で熱荷重低減のために原子炉容器の内側に取り付けられていた炉壁保護構造を取り去って、コンパクトな原子炉容器を実現する課題がある。最も重要なことは、起動,停止を繰り返すたびに上下する液面近傍の原子炉容器に累積する非弾性ひずみ量の評価である。本研究の目的は、このような複雑な非弾性挙動を精度よく評価できる合理的な構成モデルを開発し、これに基づく設計ガイドを用意することである。われわれは、高精度塑性構成モデル及び簡便な塑性構成モデルを開発し、系統的な試験を実施し、その結果に基づいてこれらモデルの有効性を示した。

R&D to enable a practical fast breeder reactor plant is proceeding in Japan, which is called "FaCT" (Fast reactor Cycle Technology development). One of the key issues of R&D is to realize a reasonably compact reactor vessel by eliminating the wall protection equipment which is installed inside the vessel in order to reduce thermal loading in the conventional design. Most important concern is the amount of the inelastic strain of the vessel accumulated around the liquid sodium surface which moves upward and downward cyclically with start-up and shut-down. The aim of this study is to develop rational constitutive models that enable prediction of this kind of complex inelastic behaviors precisely and to prepare the design guide based on inelastic analysis. We developed a high accuracy plasticity model and a simplified plasticity model and valuated them by organized experiments.