過酷事故を想定した構造物破壊試験用模擬材料(鉛合金)の非弾性構成式の策定

Development of inelastic constitutive equations of lead alloys used for structural tests simulating severe accident conditions

橋立 竜太 ; 加藤 章一 ; 鬼澤 高志  ; 若井 隆純 ; 笠原 直人*

Hashidate, Ryuta; Kato, Shoichi; Onizawa, Takashi; Wakai, Takashi; Kasahara, Naoto*

過酷事故時には、原子力発電所の構造材料は過度の高温にさらされる。過酷事故時の構造物の終局破損様式を把握することは非常に重要であるが、そのような過酷事故時の破壊メカニズムは明らかにされていない。しかしながら、実際の構造材料を用いて構造物試験を実施することは非常に難しく、かつ高価な試験になる。そこで、実際の構造材料の代わりに鉛合金を使用した構造物試験を提案する。鉛合金の強度は実際の構造材料の強度よりもはるかに小さく、低温, 低荷重で試験を実施することが可能である。低温における鉛合金の破壊機構と過渡の高温における実際の構造材料の破壊機構の類似性を実証するために数値解析が必要である。鉛合金の材料特性を把握し、数値解析(有限要素解析)に必要な鉛合金の非弾性構成式を開発する。

Under the severe accident conditions, structural materials of nuclear power plants are subjected to excessive high temperature. Although it is very essential to clarify how the structure collapses under the severe accident conditions, the failure mechanisms in such high temperatures are not clarified. However, it is very difficult and expensive to perform structural tests using actual structural materials. Therefore, we propose to use lead alloys instead of actual structural materials. Because the strength of lead alloys is much poorer than that of the actual structural materials, failure can be observed at low temperature and by small load. For demonstration of analogy between the failure mechanisms of lead alloys structure at low temperature and those of the actual structures at high temperature, numerical analyses are required. So, we confirm the material characteristics of lead alloys and develop inelastic constitutive equations of lead alloy required for finite element analyses.