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河野 史明; 十亀 求; 山田 知典; 菖蒲 敬久; 永沼 正行; 小澤 隆之; 村松 壽晴
JAEA-Technology 2015-004, 57 Pages, 2015/03
JAEA-Technology-2015-004.pdf:20.87MB
高速炉燃料集合体の内部ダクトとラッパ管の溶接技術開発に関し、レーザー溶接の適用性を確認するため、それらを模擬した厚さ2mmと5mmのフェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)板材を用いてレーザー溶接試験を実施した。その結果、スポット溶接とビード溶接それぞれについて、溶接欠陥が少なくかつ十分な溶込み深さが得られる見通しを得た。スポット溶接については、溶接時の冷却速度を低下させることで、また、レーザーをパルス照射にすることで、溶接部の割れや空孔の発生を抑制できることが分かった。また、690
C
103minの溶接後熱処理により、溶接部のひずみはほぼ除去され、硬さも母材と同程度まで回復した。さらに、せん断試験の結果、溶接部は十分なせん断強度を有していることを確認した。これらの結果から、PNC-FMSラッパ管と内部ダクトの接合方法として、レーザー溶接は有望な手段と考えられる。
上羽 智之; 十亀 求; 伊藤 昌弘*; 水野 朋保; 堂野前 貴子; 勝山 幸三
Journal of Nuclear Science and Technology, 47(8), p.712 - 720, 2010/08
被引用回数：6 パーセンタイル：40.28(Nuclear Science & Technology)燃料ピンの寿命決定因子の一つであるクリープ損傷を、ピン平均燃焼度で120GWd/t以上の高燃焼度を達成したオーステナイト鋼被覆管によるMOX燃料ピンを対象に評価した。ピン内圧によるクリープ損傷の程度を累積寿命損傷和(CDF)によって評価した結果、燃焼末期におけるCDFは10
から10
と非常に小さな値になり、燃料ピンにはクリープ損傷による破損に対し十分な余裕があることが示された。燃料ピンの支配的な寿命制限因子を検討するため、ピン平均燃焼度を140GWd/tまで延長した場合のCDFと外径増加を予測し、それぞれに対して暫定的に定めた制限値と比較した。その結果、燃焼度延長に伴い被覆管のスエリングが大きくなることにより、外径増加が制限値に達する時期がCDFよりも早期になることが示された。これより、オーステナイト鋼被覆管の燃料ピンの場合は、被覆管スエリングが大きくなるため、寿命はクリープ損傷よりも外径増加に事実上は支配されると考えられる。
菖蒲 敬久; Zhang, S.; 城 鮎美; 村松 壽晴; 山田 知典; 小川 剛充; 小澤 隆之; 十亀 求
no journal, ,
近年、レーザーがさまざまな材料加工に利用されている。特に、省エネルギー対策として自動車や鉄道等の車体の軽量化が進められており、それらのパーツを接合する技術として、レーザーは照射面と反対面に照射痕が残らないことから見栄の良さ、照射領域が小さいことから局部へ利用可能、直接材料を溶かすことからコスト削減,遠隔操作、及びレーザーパワー可変による作業効率の向上など、さまざまな利点を有している。本研究では、レーザーによる鉄鋼材料重ね合わせ溶接した試験片の熱処理前後における残留ひずみ分布を計測し、その効果を検討した。その結果、(1)熱処理を施すことにより残留ひずみは大きく軽減すること、(2)熱処理を施しても塑性変形の一部は残留するため、その影響で残留ひずみがわずかに発生することを明らかにした。
河野 史明; 十亀 求; 山田 知典; 菖蒲 敬久; 小澤 隆之; 村松 壽晴
no journal, ,
高速炉燃料の高燃焼度を達成するには、照射耐性に優れる炉心材料が必要であり、ラッパ管には耐スエリング性の観点からフェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)の適用が有望である。PNC-FMSラッパ管の溶接技術開発に関し、従来から検討している抵抗溶接では、溶接面の密着状況が電気抵抗に大きく影響するため、ラッパ管寸法に高い精度が要求される。一方、レーザー溶接は材料を圧着させる必要がなく、また高出力密度であるため、密着条件に対する要求の緩和が期待できる。そこで、抵抗溶接の代替技術としてレーザー溶接の適用性を検討するため、PNC-FMS板材を用いて溶接試験を行った。その結果、レーザー出力と入熱量を調節することで、溶接欠陥が少なく、適切な溶融形状が得られる見通しを得た。また、熱処理により溶接部の歪みが低減されること、及び溶接部のせん断強度はPNC-FMSラッパ管の(設計降伏応力から求まる)せん断降伏応力を十分上回っており、抵抗溶接と同等の強度を有していることを確認した。
十亀 求; 田中 健哉
no journal, ,
高速炉では、通常運転時及び運転時の過渡変化時において、さまざまな安全係数を考慮しても燃料ペレットの最高温度が融点を超えないように燃料を設計している。ここでは、ギャップコンダクタンスに及ぼす種々の燃料挙動を総合的に評価し、高出力,高燃焼度まで適用可能な、半経験的なギャップコンダクタンスモデルの開発を試みた。使用したデータは「常陽」, DFR, Rapsodie, Phenix, EBR-II, FFTFの照射燃料のものであり、照射開始時の燃料溶融試験や局所最大燃焼度150GWd/tまで照射したものを含む。モデルは、[ギャップコンダクタンス]=[ギャップガスの熱伝導度] / [熱的実効半径ギャップ]の形に単純化して、「熱的実効半径ギャップ」を半経験的にモデル化することとした。「熱的実効半径ギャップ」は30GWd/t以上かつ400W/cm以上では運転履歴にかかわらず数
mのレベルまで減少する特徴があることが判明し、適切なモデル化により高燃焼度・高出力まで適用可能なギャップコンダクタンスモデルが作成可能である見通しが得られた。
佐々木 新治; 石見 明洋; 勝山 幸三; 前田 宏治; 十亀 求
no journal, ,
高速炉用制御棒の寿命は中性子吸収材である炭化ホウ素(B
C)ペレットと被覆管の機械的相互作用(ACMI)の発生により制限されている。制御棒の長寿命化のため、ACMIを抑制する構造としてシュラウド管を採用したNaボンド型制御棒が開発され、照射後試験を実施してきている。前報では、シュラウド管の照射挙動を把握するための照射後試験としてX線CT試験による内部観察結果を報告した。今回は制御要素及びシュラウド管の変形挙動を詳細に把握するため、制御要素、シュラウド管の外観観察及び寸法測定を実施した。試験の結果、被覆管が健全であることを確認するとともに、シュラウド管の外観状況と変形状況を確認した。今後はシュラウド管の金相観察を行い、シュラウド管の破損状況を詳細に観察する予定である。
