Thermophysical properties of molten stainless steel containing 5mass%BC

福山 博之*; 東 英生*; 山野 秀将

Nuclear Technology, 205(9), p.1154 - 1163, 2019/09

https://doi.org/10.1080/00295450.2019.1578572

316Lステンレス鋼溶融物(SS316L)及び5mass%BC含有SS316Lの密度,表面張力,輻射率,熱容量及び熱伝導率を測定するために、静磁場印加電磁浮遊法を用いた。5mass%BCをSS316Lに加えることで、液相温度,密度,輻射率及び熱伝導率において、SS316Lの液相温度で、それぞれ111K, 6%, 19%, 6%減少した。熱容量は、この追加により5%まで増加した。表面張力に関して、5mass%BCの追加による影響は明確には認められなかったが、SS316Lに溶解した硫黄により表面張力が大幅に減少した。

Coulomb and surface effects on the pasta structure in nuclear matter

丸山 敏毅; 巽 敏隆*; Voskresensky, D. N.*; 谷川 知憲*; 遠藤 友樹*; 千葉 敏

Proceedings of Science (Internet), 22, p.024_1 - 024_10, 2006/09

https://doi.org/10.22323/1.022.0024

超新星や中性子星で存在する、低密度原子核物質や高密度での中間子凝縮物質において出現する「パスタ」構造について研究する。われわれの手法は相対論的平均場とThomas Fermi近似をとりいれた密度氾関数法による数値計算で、特に、クーロンポテンシャルと荷電粒子密度分布を無撞着な形で含んでいる。これを用いて低密度原子核物質や高密度でのK中間子凝縮物質での非一様なパスタ構造を計算し、クーロン力と表面張力がこの構造にどのように影響しているかを調べる。

ナトリウム漏洩燃焼形態の予測手法に関する研究 -粒子法を用いたナトリウム漏洩燃焼解析手法の開発- 中間報告書

越塚 誠一*; 向原 民*; 岡野 靖; 飯田 将雄*; 山口 彰

JNC TY9400 2000-012, 91 Pages, 2000/03

JNC-TY9400-2000-012.pdf:2.82MB

液体ナトリウムの漏洩燃焼挙動の解析には、ナトリウム液滴やナトリウムプールの燃焼、床に落下したナトリウムの広がり、燃焼生成物の堆積など、様々な現象を複合して解析する必要がある。特に、床ライナーの温度分布の評価には、落下したナトリウムがどのように広がるかが重要である。核燃料サイクル開発機構では、こうした複雑な液体ナトリウム漏洩燃焼挙動解析のため、粒子法による計算コードを開発している。粒子による熱流動解析手法は東京大学において本研究者らによって開発されたもので、従来の差分法などと比較して、流体の分裂・合体や堆積・凝固を容易に扱うことが可能である。本研究では、ナトリウムの凝固や燃焼生成物の堆積挙動を解析するため、固相の粒子計算モデルの開発、これを利用した凝固・堆積の粒子計算モデルの開発、表面張力の粒子計算モデルの開発をおこなった。固相の解析のため、ヤング率とポアッソン比で記述される弾性体の運動を、粒子間相互作用で計算するモデルを新たに開発した。この方法では、従来の有限要素法での要素分割の必要がないので、弾性体の大変形のみならず、破壊なども容易に解析できる。特に粒子に回転の自由度を持たせたことで、角運動量の保存性が得られた。弾性体に正弦波状の変位を与え本計算モデルを適用したところ、応力分布や圧力分布は解析解と良く一致した。凝固を伴う熱流動解析法として、熱流動をこれまでの粒子法(MPS法)で、凝固した後の固相を弾性体として解析するモデルを開発した。初期に幅10cm高さ20cmの2次元矩形状液体ナトリウムの、厚さ1cm長さ1mのステンレス板上での広がり挙動を、本手法を用いて計算した。仮にナトリウムおよびステンレスの熱伝導率や粘性を実際よりも大きな値を用いると、先端が凝固することにより、ナトリウムの広がりが抑制されるという結果が得られた。なお、本計算モデルは燃焼生成物の堆積挙動にも適用できる。表面張力の効果を取り入れるため、その粒子計算モデルを開発した。液面形状を描かずに粒子数密度から曲率など必要な微分幾何の諸量を計算するアルゴリズムとし、流体が分裂や合体をする場合にも適用できるようにした。エタノール液滴の振動の計算をおこない、従来のVOF法による結果と良い一致を得、モデルが妥当であることを示した。さらに、表面張力が卓越する場合の流体の広がり挙動を解析し、広がった流体が複数の液滴

格子ガス気液モデルにおける長距離相互作用と高密度相の表面との関係について

海老原 健一; 渡辺 正

第12回数値流体力学シンポジウム講演論文集, p.239 - 240, 1998/12

長距離相互作用(rとする)を加えた格子ガスは、一種類の粒子からなる系における相分離をシミュレーションすることができ、生成される相は、その密度によって区別される。このモデルでは、系全体の密度が臨界密度より小さい場合、平衡状態において、低密度相中に1つの円形の高密度相を生成することができる。この高密度相の表面は、rの広がりをもつ局所領域中の密度情報によって見つけることができる。また、密度分布と平均自由行程分布から、得られた表面をはさんで4rの領域を表面の厚さとし、その厚さ分をのぞいた領域を正味の内部領域と外部領域とすることができる。今回は、正味の内部、外部領域の圧力と表面の位置を用い、さらに、格子空間であることを考慮して、Laplaceの式から表面張力を計算し、直線状表面において得られた表面張力と比較することによって、表面の厚さ4rの妥当性を見る。

Two-dimensional instabilities of weakly nonlinear capillary gravity waves of permanent form near the fourth harmonic resonance

加藤 由紀*; 岡村 誠*; 及川 正行*

Journal of the Physical Society of Japan, 66(9), p.2665 - 2674, 1997/09

https://doi.org/10.1143/JPSJ.66.2665

2次元的な深水表面張力重力波において、弱非線形近似の下で、基本モードとその4倍高長波モードの変化を記述する包絡線方程式系を3つ導いた。これらの方程式系を使って、周期的な定常進行波の安定性を調べた。その結果、基本モードと4倍高調波モードが同じオーダーであるような定常進行波は、不安定であることがわかった。振幅の3次までの近似では、4倍高調波モードの周辺の波数成分が成長するような変調不安定が見つかった。さらに、振幅の4次までの近似では、4倍高調波共鳴に関係した不安定が見つかった。

High-melt-strength polypropylene with electron beam irradiation in the presence of polyfunctional monomers

吉井 文男; 幕内 恵三; 菊川 伸吾*; 田仲 直*; 斉藤 純*; 小山 清人*

Journal of Applied Polymer Science, 60, p.617 - 623, 1996/00

https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19960425)60:4<617::AID-APP16>3.0.CO;2-W

従来の発泡体は、電子線橋かけにより溶融粘度を上げているが、これは使用後、再溶融による再利用が困難とされている。本報告では、再利用できる発泡体を製造する目的で、ポリプロピレン(PP)を種々の多官能性モノマー(PFM)の共存下で電子線照射した。16種類のPFMについて検討した結果、二官能性モノマーの1.6-ヘキサンジオールジアクリレートや1.4-ブタンジオールジアクリレートが溶融張力の改善に効果的であった。濃度は1.5mm/100g PP、線量は1kGyという、低濃度、低線量で高溶融張力PPが得られた。溶融張力は、分子鎖の絡み合いによることが伸長粘度の測定から明らかになり、この絡み合いは、GPCラルス測定から、PFMがPP鎖との分子間結合により、より高い分子量成分を生成するためと推定された。

溶融SUS316の表面張力測定

東 英生*; 福山 博之*; 西 剛史*; 山野 秀将

no journal, , 

シビアアクシデント時では事故初期に制御棒が崩落するため、その崩落進展のメカニズムをシミュレートするためには溶融した制御棒材及びその被覆材料の熱物性値が必要となってくる。本研究では、電磁浮遊による液滴振動法を利用し、制御材の被覆材料であるSUS316の溶融状態の表面張力測定を行った。

Elastoplastic deformation behavior of textured high strength steel after hydrogen charging studied by neutron diffraction

徐 平光; 石島 暖大; Qiu, H.*

no journal, , 

For ultrahigh strength steels, the hydrogen absorption from the environment may cause the hydrogen embrittlement (HE) phenomenon at a service loading much less than the nominal yield strength. Since HE has higher Charpy impacting susceptibility along RD (rolling direction) than along TD (transverse direction) in cold rolled steels, effects of texture and hydrogen charging on elastoplastic deformation of high strength steel plates are valuable to be investigated. In our research, though all the hydrogen-charged samples show typical ductile fracture characteristics in the macroscopic morphology, their total elongation and reduction in area decease to a certain content compared with the corresponding non-charged samples, e.g. 12% and 53% (hydrogen-charged RD sample) vs 15% and 65% (non-charged RD sample), confirming the occurrence of HE phenomenon. Generally, the tensile deformation of high strength steel with BCC crystal structure leads to the formation of 110 fiber texture, and the large tensile strain means a higher integrated intensity ratio I/I in the axial neutron diffraction pattern. It is interesting that the axial neutron pattern acquired from the necking fracture part of hydrogen-charged RD sample has a higher integrated intensity ratio than the corresponding necking fracture part of non-charged RD sample suggesting that the hydrogen charging accelerates the formation of 110 fiber texture.