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論文

Oxidation behaviour of P122 and a 9Cr-2W ODS steel at 550$$^{circ}$$C in oxygen-containing flowing lead-bismuth eutectic

Schroer, C.*; Konys, J.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

Journal of Nuclear Materials, 398(1-3), p.109 - 115, 2010/03

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2009.10.019
 被引用回数：53 パーセンタイル：95.31(Materials Science, Multidisciplinary)

12Cr-2Wフェライト/マルテンサイト鋼P122及び9Cr-2WODS鋼について、ドイツ・カールスルーエ研究所が所有する流動鉛ビスマス試験装置CORRIDAを用いて長時間の腐食試験を実施した。試験温度及び試験部流速は、550$$^{circ}$$C, 2m/secであり、鉛ビスマス中の溶存酸素濃度制御目標値は10$$^{-6}$$mass%である。溶存酸素濃度制御の初期問題により、一部の試験片は種々の溶存酸素濃度条件に曝され、一時的にではあるが10$$^{-9}$$mass%を記録したものの、平均の溶存酸素濃度としては1.6$$times$$10$$^{-6}$$mass%O$$_{2}$$で推移した。1.6$$times$$10$$^{-6}$$mass%O$$_{2}$$条件下において、P122は最大10,000h, ODS鋼は最大20,000hの浸漬を行った。本試験条件において、両鋼種は、鋼表面に形成されたスピネル型酸化物からなる酸化層と部分的に形成された内部酸化層によって保護されていた。両鋼種の減肉量を評価するために、表面酸化層の厚さを計測した。10$$^{-6}$$mass%の酸素濃度条件下では、浸漬時間に対して対数近似則及び累乗近似則で減肉量をうまく表現することがわかった。

論文

A Three-dimensional neutronics-thermohydraulics simulation of core disruptive accident in sodium-cooled fast reactor

山野 秀将; 飛田 吉春; 藤田 哲史

Nuclear Engineering and Design, 239(9), p.1673 - 1681, 2009/09

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2009.03.010
 被引用回数：15 パーセンタイル：68.94(Nuclear Science & Technology)

SIMMER-IIIは二次元多速度場多相多成分オイラー型流体力学コードに燃料ピン及び空間・エネルギー依存核計算モデルを結合した解析コードである。SIMMER-IIIは許認可のための高速炉安全解析の標準解析ツールとなると期待されていることから、同コードは十分ロバストで信頼できることを実証されねばならない。そのため、同コードの体系的検証計画が欧州研究機関と協力して実施されてきた。SIMMER-IIIをそのまま三次元に拡張したSIMMER-IVが開発された。最近では、SIMMER-IVの並列化を進め、利用可能な計算機資源でSIMMER-IVを実機解析に適用することが可能となった。より現実的な事故シナリオを明らかにするため、SIMMER-IVを用いた三次元解析結果を示す。

論文

Corrosion behavior of high chromium alloys in flowing LBE at 550$$^{circ}$$C under active oxygen control

古川 智弘; Konys, J.*; M$"u$ller, G.*; 青砥 紀身

鉛ビスマス利用技術ハンドブック(CD-ROM), 21 Pages, 2007/03

酸素濃度制御した550$$^{circ}$$C流動鉛ビスマス中における高クロム鋼の腐食特性に関する報告である。試験材は12Cr鋼と9Cr-ODS鋼の2鋼種で、550$$^{circ}$$C,2m/secの流動鉛ビスマス中にて最長5,000時間の腐食試験を実施した。試験中は、10$$^{-6}$$mass%を目標にAr-H$$_{2}$$/H$$_{2}$$O混合ガス通気(一時的に空気通気)による酸素濃度制御を実施した。800時間及び2000時間経過時に試験片を取り出し、鉛ビスマス接液部近傍を対象に電子顕微鏡による組織観察を実施した結果、両鋼ともに保護性酸化皮膜が安定に形成されており、良好な耐食性を示すことが確認された。なお、本発表は、2004年11月の日本原子力学会第13回液体重金属利用技術研究専門委員会において口頭発表したものであるが、今回「鉛ビスマス利用技術ハンドブック」に掲載されることとなったことから、改めて外部発表登録するものである。

報告書

Study on Pb/Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications Part 1; Corrosion investigation of steels after 800 and 2,000h exposure to stagnant liquid Pb/Bi at elevated temperatures

Georg Muller*; Gustav Schumache*; Alfons Weisenbur*; Annette Heinzel*; Zimmermann, F.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

JNC TY9400 2002-016, 77 Pages, 2002/06

JNC-TY9400-2002-016.pdf:11.29MB

重金属冷却炉の開発の中の主要課題の一つは、原子炉構造および燃料材料と冷却材との共存性である。冷却材として適用が検討されている鉛合金は、原子炉内の冷却材循環温度下で鋼材の成分溶出によって鋼材を腐食させる。国産3鋼種オリジナル材料(316FR、P122およびODS)およびGESA処理と称するそれらにアルミニウム溶射を施した材料の高温鉛ビスマス(LBE)中での腐食挙動を評価するために、10$$^{-6}$$wt%の酸素濃度制御下で800hおよび2,000hの停留LBE中腐食試験を実施した。本研究により得られた結果は以下のとおり。(1)500度Cおよび550$$^{circ}$$CのLBEに浸漬したオリジナル材3鋼種の表面には、保護酸化皮膜が形成されていた。(2)600度C以上のLBEに浸漬したこれら3鋼種の酸化挙動には変化が認められ、皮膜が非常に薄くなっていた。そして、接液表面にLBEによる腐食が観察された。その状況は316FRおよびODSでは800h浸漬試験材から認められ、P122では2,000h浸漬で認められた。(3)GESA処理材は、全温度において腐食が観察されず、良い耐食性を示していた。Al溶射部には幾つかの微小き裂が観察されたが、オリジナル材で認められたような腐食は観察されなかった。この微小き裂はCr-Alスピネル型化合物で満たされていた。

口頭

流動鉛ビスマス中における高クロム系鋼の腐食挙動,2

青砥 紀身; 古川 智弘; Konys, J.*; M$"u$ller, G.*

no journal, , 

550$$^{circ}$$C流動鉛ビスマス中において、12Cr鋼及びODS(M)鋼の10,000時間の腐食試験を実施し、腐食特性に及ぼす酸素濃度と時間の影響について検討した。

口頭

国産高速炉材料のLBE耐食性評価と高耐食性材開発への展開

青砥 紀身

no journal, , 

「FBRサイクル実用化戦略調査研究」Phase2の期間中に実施した、国産FBR用材料の液体鉛ビスマス共晶合金(LBE)中耐食性評価の成果概要報告。

口頭

Corrosion behavior of weld joint of high chromium alloy in flowing lead bismuth eutectic under active oxygen control

古川 智弘; 青砥 紀身; Konys, J.*; Mueller, G.*

no journal, , 

重金属冷却高速炉の開発課題の一つに、構造材料及び炉心材料の冷却材(鉛ビスマス)中における耐食性がある。本研究では、12Cr鋼溶接継手及びそのアルミニウム表面改質材を対象に、酸素濃度制御下流動鉛ビスマス中における腐食特性を調べた。試験には、ドイツ・カールスルーエ研究所が所有する流動鉛ビスマス中腐食試験装置"CORRIDA"を使用し、550$$^{circ}$$Cにおいて最大5000時間の腐食試験を実施した。試験部における鉛ビスマスの流速は2m/secであり、鉛ビスマス中酸素濃度は、H$$_{2}$$/H$$_{2}$$O比を調整したAr混合ガスの鉛ビスマス中の通気によって調整し、5E-7mass%に維持した。その結果、12Cr鋼溶接継手の腐食(酸化)挙動は、その母材の挙動と同様であり、溶接継手処理に伴う有意な影響は認められないことがわかった。また、アルミニウム表面改質材では、ほとんど酸化が生じておらず、また液体金属腐食と称される腐食挙動も観察されなかった。

口頭

ガラス固化プロセスにおける硫酸系相分離物質の生成過程

三浦 昭彦; 小林 秀和; 菖蒲 康夫; 塩月 正雄; Weisenburger, S.*; Roth, G.*

no journal, , 

ガラス固化プロセスにおける硫酸塩の相分離(イエローフェーズ)に関する基礎試験を実施した。この結果、析出物の主成分が硫酸ナトリウムであること、ガラス原料及び模擬ガラス固化体への溶解度及びその温度依存性を確認した。また、硫酸ナトリウムはガラスとの反応で分解され、溶解度が時間とともに減少する傾向があることを確認した。

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