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ローカルアプローチに基づく原子炉圧力容器鋼の破壊評価に関する検討

Fracture evaluation of reactor pressure vessel steel based on local approach

高見澤 悠 ; 勝山 仁哉 ; 山口 義仁 ; 西山 裕孝 ; Li, Y. ; 鬼沢 邦雄 

Takamizawa, Hisashi; Katsuyama, Jinya; Yamaguchi, Yoshihito; Nishiyama, Yutaka; Li, Y.; Onizawa, Kunio

原子炉圧力容器(RPV)の構造健全性評価においては、RPV鋼の破壊靭性($$K_{rm Ic}$$)曲線について、中性子照射脆化による延性脆性遷移温度シフト量をシャルピー衝撃試験などの監視試験を基に予測して評価が行われている。より高精度に中性子照射後の$$K_{rm Ic}$$曲線を予測するため、監視試験片の残材から採取可能な微小破壊靱性試験片(0.16T-コンパクトテンション(CT)型試験片)の活用が検討されているが、試験片の寸法や形状の違いにより$$K_{rm Ic}$$は異なる可能性もあり、0.16T-CTといった微小破壊靭性試験片における拘束効果はまだ十分に理解されていない。また、破壊靱性値は一般的に試験片寸法の小型化や試験温度の上昇に伴いばらつきが大きくなる。そのため、RPVの構造健全性評価精度の向上を図るためには、これらのばらつきについて破壊のメカニズムを踏まえて検討することが重要である。試験片寸法が小さくマイクロクラックや炭化物など破壊の起点の分布を無視できない場合や、$$K_{rm Ic}$$曲線のばらつきを含めた検討を行う場合には、材料の非均質性を考慮したローカルアプローチが有益な知見を与えるものと期待される。本研究ではCT型試験片における寸法効果・拘束効果について検討するため、CT型破壊靭性試験と有限要素解析(FEA)結果からローカルアプローチに基づくワイブル応力評価に必要なパラメータを取得し、寸法の異なるCT試験片におけるワイブル応力の評価を行い、得られた知見について報告する。

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