Ta/Zr爆発接合継手の水素脆化挙動に及ぼす時効の影響

Aging effect for hydrogen embrittlement behavior of Ta/Zr explosive joint

中鉢 海斗*; 横山 賢一*; 石島 暖大 ; 上野 文義  ; 阿部 仁 

Nakabachi, Kaito*; Yokoyama, Kenichi*; Ishijima, Yasuhiro; Ueno, Fumiyoshi; Abe, Hitoshi

使用済核燃料再処理施設で採用されているZr/Ta/SUS爆着接合継手について、水素ぜい化挙動に及ぼす熱時効の影響を特に水素の影響を受けやすいと考えられるZr/Ta接合界面部について検討を行った。その結果、Ta部の水素濃度が約20ppmを超えるとZr/Ta界面において脆性的な破断が生じること、そのような水素濃度の試料について300Cで1000時間の熱時効によりTa部の水素濃度が約10ppm以下になると延性が回復する一方、200C以下の時効では水素濃度は顕著に低下せず延性も回復しないことが明らかになった。以上の結果は、Ta/Zr界面のTa部における水素濃度が爆着継手の水素ぜい化挙動に影響を与えるとともに、熱時効により水素の存在状態が変化する事を示唆するものであると考えられる。

The effects of thermal aging on hydrogen embrittlement behavior were investigated for Zr/Ta/SUS explosive joints used in spent nuclear fuel reprocessing plants, especially at the Zr/Ta interface, which is considered to be susceptible to hydrogen embrittlement. The results showed that brittle fracture occurred at the Zr/Ta interface when the hydrogen concentration of Ta was over 20 ppm, and the ductility of the specimens with such hydrogen concentration was recovered when the hydrogen concentration of Ta decreased below 10 ppm by thermal aging at 300C for 1000 hr, while the hydrogen concentration was reduced to The ductility of the Ta/Zr interface was not recovered without significant decrease in hydrogen concentration. These results suggest that the hydrogen concentration in Ta at the Ta/Zr interface affects the hydrogen embrittlement behavior of the explosion joint and that the hydrogen state changes with thermal aging.