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論文

中性子ビーム技術を用いた鉄筋コンクリートの変形破壊挙動の評価

上野 一貴*; 鈴木 裕士; 小山 拓*; 西尾 悠平*; 兼松 学*

コンクリート構造物の補修、補強、アップグレード論文報告集, 18, p.647 - 650, 2018/10

本研究では、中性子イメージング技術と画像処理技術を組み合わせることで、コンクリート内部に分散したガドリニウムマーカの動きを精度よく評価できる技術を開発した。次に、中性子イメージング技術と中性子回折法を組み合わせて、鉄筋コンクリートの引張載荷時の付着劣化挙動を評価した。その結果、中性子イメージング技術により得られるコンクリートの変形挙動と、中性子回折により得られる鉄筋の応力分布を比較・検討することで、鉄筋コンクリートの付着劣化挙動の評価が可能になることを示した。

論文

Prediction method of improved residual stress distribution by shot peening using large scale analysis method

生島 一樹*; 柴原 正和*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(3), p.NT87_1 - NT87_5, 2017/11

In this work, an analysis system that can analyze the modification of the residual stress distribution by peening is proposed based on IEFEM. In the proposed analysis system, IEFEM is extended to consider the dynamic effect to analyze the dynamic phenomenon with an impulsive load. The impulsive load due to the collision of shots is modeled as an equivalent load model. The equivalent load model is integrated with IEFEM considering the dynamic effect to calculate spatially and temporally random load in dynamic analyses. Using the proposed analysis system, the residual stress distribution modification by shot peening in a multi-pass welded pipe joint is predicted. The residual stress distributions obtained by the analysis are compared with those measured by X-ray diffraction (XRD), and the effect of the number of shot collisions on the change in residual stress distribution is discussed.

論文

In-situ residual stress analysis during thermal cycle of a dissimilar weld joint using neutron diffraction and IEFEM

秋田 貢一; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 西川 聡*; 古川 敬*; 鈴木 裕士; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Vladimir, L.*

溶接学会論文集(インターネット), 35(2), p.112s - 116s, 2017/06

Residual stresses near the weld metal of the joints before and after a thermal cycle were measured using a reactor based neutron diffraction technique in room temperature. In-situ residual stress measurements were performed on the plate type sample using a pulsed neutron diffraction technique under thermal cycles. Residual stress behaviors of the samples were examined also by the idealized explicit FEM (IEFEM), which agreed well with the experimental results of the residual stress behaviors during thermal cycles. Thermal stresses were induced near the weld metal by the difference of the linear expansion coefficients of the dissimilar base metals. Since the thermal stress exceeded the yield stress of the material during the first heating process, the residual stresses near the weld metal were redistributed and a part of the residual stress was relaxed.

論文

Study on shot peened residual stress distribution under cyclic loading by numerical analysis

生島 一樹*; 木谷 悠二*; 柴原 正和*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡

溶接学会論文集(インターネット), 35(2), p.75s - 79s, 2017/06

In this research, to investigate the effect of shot peening on operation, an analysis method to predict the behavior of stress distribution on shot peening was proposed. In the proposed system, the load distribution on the collision of shots was modeled, and it was integrated with the dynamic analysis method based on the Idealized explicit FEM (IEFEM). The thermal elastic plastic analysis method using IEFEM was applied to the analysis of residual stress distribution of multi-pass welded pipe joint. The computed residual stress distribution was compared with the measured residual stress distribution using X-ray diffraction (XRD). As a result, it was shown that the both welding residual stress distribution agree well with each other. Considering the computed welding residual stress distribution, the modification of stress distribution due to shot peening was predicted by the proposed analysis system.

論文

Numerical analysis of residual stress distribution on peening process

生島 一樹*; 柴原 正和*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; 西川 聡*; 古川 敬*

Welding in the World, 61(3), p.517 - 527, 2017/05

本研究では、先ず、ショットピーニングプロセスにおける残留応力の挙動を予測するための解析手法を提案した。この手法ではショットの衝突時の荷重分布をモデル化し、さらに、理想化陽解法FEM解析手法(IEFEM)に基づく動的解析法と組み合わせた。提案した解析システムの解析精度は、ショット一発が衝突した際の応力分布をABAQUSによる解析結果と比較することで確認した。IEFEMを用いて熱弾塑性解析を実施し、配管のマルチパス溶接における溶接残留応力の解析を実施し、解析結果をX線回折による残留応力測定結果と比較し、両者がよく一致することを確認した。次いで、ショットピーニングによる溶接残留応力の変化を提案システムによって解析した。その結果、多量のショットを衝突した場合の残留応力は、解析と実験とでよく一致した。

論文

Development of natural circulation analytical model in Super-COPD code and evaluation of core cooling capability in Monju during a station blackout

山田 文昭; 深野 義隆; 西 裕士; 此村 守

Nuclear Technology, 188(3), p.292 - 321, 2014/12

 被引用回数:8 パーセンタイル:25.95(Nuclear Science & Technology)

東京電力福島第一原子力発電所事故を踏まえ、地震・津波により「もんじゅ」が全交流電源喪失(SBO)となった場合の冷却材ナトリウム自然循環による炉心冷却性について、「もんじゅ」ナトリウム自然循環予備試験結果等により解析の妥当性を確認したプラント動特性解析コードSuper-COPDを用いて解析評価した。その結果、冷却材の流路が確保されている限り、冷却材ナトリウムの自然循環によって炉心が冷却できることを明らかにした。

論文

Evaluation on coolability of the reactor core in Monju by natural circulation under earthquake and subsequent tsunami event

山田 文昭; 深野 義隆; 西 裕士; 此村 守

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Safe Technologies and Sustainable Scenarios (FR-13) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2013/03

東京電力福島第一原子力発電所事故を踏まえ、地震・津波により「もんじゅ」が全交流電源喪失(SBO)となった場合の冷却材ナトリウム自然循環による炉心冷却性について、「もんじゅ」ナトリウム自然循環予備試験結果等により解析の妥当性を確認したプラント動特性解析コード(Super-COPD)を用いて解析した。その結果、冷却材の流路が確保されている限り冷却材の自然循環によって炉心が冷却できることを明らかにした。

論文

USP処理した異材溶接継手の熱負荷前後における残留応力マッピング

秋田 貢一; 鈴木 裕士; 西川 聡*; 大北 茂*

日本材料学会第61期通常総会・学術講演会論文集(USB Flash Drive), 2 Pages, 2012/05

超音波ショットピーニングを施した異材溶接継手の熱負荷前後における表面及び内部の残留応力分布を、X線と中性子回折によって測定した。結果をもとに、熱負荷による残留応力緩和機構を検討した。

論文

Development of reactivity feedback effect measurement techniques under sub-critical condition in fast reactors

北野 彰洋; 西 裕士; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃; 兼本 茂*

Proceedings of International Conference on Physics of Reactors; Advances in Reactor Physics; Linking Research, Industry, and Education (PHYSOR 2012) (CD-ROM), 14 Pages, 2012/04

従来、初号機の原子炉プラントにおいては、モックアップ試験結果に基づいた設計認可が必要とされている。炉心フィードバック特性が運転前に、実機にて確認ができれば、建設前に実施されるモックアップ試験を行う必要がなく、コスト・時間の大幅な削減が可能となる。本研究では、運転前に安全余裕を確認するため、シンセシス法という未臨界度測定法を提案する。シンセシス法とは、修正中性子源増倍法(MSM法)とMSM法の基準未臨界度を炉雑音法にて測定する組合せによる未臨界度測定である。制御棒価値と温度フィードバック反応度について、100MWe, 300MWe, 750MWe, 1500MWe規模の高速炉を対象に、シンセシス法の適用性を確認するための数値実験を行った。また、MSM法及び炉雑音法について、中性子検出器の数,位置についてもサーベイ計算を実施した。結果から中性子検出器は炉心中央の上部と、径方向ブランケット領域上部に3つ以上の検出器を利用することで、-0.5から-2までの未臨界度の場合は、10%、さらに深い未臨界度の場合は15%で測定が可能である見通しを得た。

報告書

「もんじゅ」におけるドップラー係数の不確かさの評価

千葉 豪*; 羽様 平; 金城 秀人*; 西 裕士; 鈴木 隆之

JAEA-Research 2011-034, 42 Pages, 2011/12

JAEA-Research-2011-034.pdf:1.88MB

「もんじゅ」炉心体系を対象として、ドップラー係数の不確かさを最新の知見を取り込んで定量的に評価した。(1)核データ,計算手法に起因する不確かさ、(2)核分裂生成物の核データに起因する不確かさ、(3)制御棒位置に起因する不確かさ、(4)温度依存性を近似的に取り扱う不確かさ、(5)燃料平均温度に起因する不確かさ、(6)温度の空間分布の取り扱いに由来する不確かさ、などを評価し、ドップラー係数の不確かさ(2$$sigma$$相当)として11.7%を得た。

論文

Evaluation of subsurface distribution of residual stress in austenitic stainless steel using strain scanning method

菖蒲 敬久; 小西 啓之; 水木 純一郎; 鈴木 賢治*; 鈴木 裕士; 秋庭 義明*; 田中 啓介*

Materials Science Forum, 524-525, p.691 - 696, 2006/00

粗大粒や集合組織を持つSUS304Lオーステナイト系ステンレス鋼の表面にショットピーニングを施した材料の表面下の残留応力分布を評価するためにひずみスキャニング法を適応した。SPring-8内BL22XUにおいて測定を行った。エネルギーは70.14keV,ビームサイズは2$$times$$0.2mm$$^{2}$$,受光側にGe(111)アナライザを用いた。試験片にはSUS304Lの焼鈍材とショットピーニング材で20$$times$$20$$times$$5mm$$^{3}$$の角材を使用し、その粒サイズは37$$mu$$mだった。十分な数の結晶粒からの回折を得るために、試料に対して並進,回転,あおりなどの揺動を加えた。その結果、並進揺動を行うことで正確な応力分布が得られることがわかった。本揺動と表面効果の補正を加えることで、ショットピーニングを施したオーステナイト系ステンレス鋼の表面から内部の残留応力分布を決定することに成功した。

論文

Development of 3-D detailed FBR core calculation method based on method of characteristics

竹田 敏一*; 今井 秀樹*; 北田 孝典*; 西 裕士; 石橋 淳一; 北野 彰洋

Proceedings of International Topical Meeting on Mathematics and Computation, Supercomputing, Reactor Physics and Nuclear and Biological Applications (M&C 2005) (CD-ROM), 12 Pages, 2005/09

燃料集合体の非均質性を考慮した詳細3次元輸送計算手法の開発を進めている。3次元化は、2次元キャラクタリスティクス法(MOC法)とノード法輸送計算にて行われる。本検討では、MOC法での反応率保存法にて均質実効断面積を作成し、3次元輸送計算を行った。モンテカルロ法との比較により、微小領域での反応率を精度良く計算できることを確認した。

論文

Method for Condensation of the Macroscopic Transport Cross-Sections for Few-Group Criticality Analyses of FBR MONJU by the Code NSHEX

Galina TODOROVA*; 西 裕士*; 石橋 淳一; not registered

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(12), p.1237 - 1244, 2004/12

 被引用回数:3

None

論文

High power millimeter and submillimeter wave material processing

光藤 誠太郎*; 星月 久昇*; 松浦 和成*; 佐治 他三郎*; 出原 敏孝*; Glyavin, M.*; Eremeev, A.*; Zapevalov, V.*; 北野 彰洋; 西 裕士; et al.

Proceedings of 29th International Conference on Infrared and Millimeter Waves (IRMMW 2004)/12th International Conference on Terahertz Electronics (THz 2004), p.727 - 728 , 2004/09

24GHzのマイクロ波を使用したB4Cセラミックの焼結方法について、焼結実験を行った。焼結実験では、アルゴンガスを試料周辺に流し、余分なマイクロ波吸収の影響を排除した。実験では、2000$$^{circ}C$$までの焼結を行い、収縮と粒成長が観察された。また、SEM観察では表面に割れが見られた。

論文

Transport criticality analysis of FBR MONJU initial critical core in whole core simulation by NSHEX and GMVP

石橋 淳一; 西 裕士

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(4), p.493 - 501, 2004/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:80.29(Nuclear Science & Technology)

None

論文

Transport Criticality Analysis for FBR MONJU Initial Critical Core in Whole Core Simulation by NSHEX and GMVP

Galina Todorova; 西 裕士*; 石橋 淳一

サイクル機構技報, (22), p.1 - 10, 2004/00

「もんじゅ」初臨界炉心の臨界性を、拡散近似でなく本来の輸送計算により評価するため、決定論的手法として3次元ノード法Sn輸送計算コードNSHEX、また確率論的手法としてモンテカルロ輸送計算コードGMVPを用いて解析した。結果、拡散計算に比べ、輸送計算では無視し得ないエネルギー群依存性のあることを明らかにした。特にNSHEXコードによる少数群の解析では、群定数縮約方法に検討の余地のあることを明確化した。ただし70群の計算では、NSHEXの結果とはGMVPと良く一致し、同コードの「もんじゅ」炉心への適用性を確認した。

報告書

高出力ミリ波セラミック焼結法による制御棒材の改良と長寿命化(共同研究報告書)

出原 敏孝*; 光藤 誠太郎*; 星月 久昇*; 小川 勇*; 柴原 格; 西 裕士; 北野 彰洋; 石橋 淳一

JNC-TY4400 2003-005, 106 Pages, 2003/03

JNC-TY4400-2003-005.pdf:9.48MB

原子炉の制御棒材を形成するB4Cペレットは、高温・中性子照射等過酷な条件下におかれるため、照射損傷・変形が生じ、これが制御棒寿命の制限因子になっている。この点はシュラウド管を用いずに長寿命化が達成できれば構造が簡素化されて有益である。本研究では、ホットプレス法により成形された従来型のB4Cペレットを高出力ミリ波加熱により再焼結し、機能の向上をはかると共に、粉末B4C成形の体高出力ミリ波加熱による焼結の研究を行った。再焼結されたB4Cペレットのナノインデンテーション試験の結果、塑性値の上昇が確認された。アルミナのスクラッチ試験でも同様な結果が出ていることから、粉末の状態からB4Cを焼結することによって、さらに大きな塑性値の上昇が来たいできる結果が得られた。また、原子炉内のB4C劣化の一因と考えられる熱応力歪みの状態を調べるため、高出力ミリ波によるB4Cペレットの内部加熱を利用した、熱応力によるB4C破壊プロセスの研究を行った。1000$$^{circ}C$$程度の温度差をペレットに与えることにより、ペレット表面に亀裂及び割れを確認した。

論文

24GHZジャイロトロンによるB$$_{4}$$Cセラミックスの焼結

星月 久昇*; 黒田 勉*; 光藤 誠太郎*; 出原 敏孝*; Glyavin, M.*; 北野 彰洋; 石橋 淳一; 西 裕士; 柴原 格

遠赤外領域開発研究, 4, p.179 - 185, 2003/00

マイクロ波を用いたセラミックス焼結は、従来の抵抗炉等のように外部加熱による焼結法と比較し大きな利点があることから画期的な技術として注目されている。原子炉にて制御棒の中性子吸収材として使用されているB$$_{4}$$Cの焼結試験を実施し、理論密度比74%の焼結体の製作に成功した。

論文

MA/LLFP TRANSMUTATION EXPERIMENT OPTIONS IN THE FUTURE MONJU CORE

北野 彰洋; 西 裕士; 石橋 淳一

GENES4/ANP2003, 0 Pages, 2003/00

高レベル廃棄物の環境負荷低減の観点から、長寿命核分裂生成物(LLFP:LONG-LIVED FISSION PRODUCT)およびマイナーアクチナイド(MA:MINOR ACTINIDE)の高速炉での消滅処理が注目されている。今回の検討では照射試験としての可能性を探るため、照射試験集合体を数体レベルで「もんじゅ」高燃焼炉心に装荷した場合を想定し、特性評価を行った。その結果、LLFPについては、装荷体数を18体程度に制限することで、成立性が見込めることが分かった。MAについては、炉心燃料領域または径ブランケット燃料領域に照射試験集合体を装荷した場合でも炉心特性に大きな影響を与えないことが確認できた。

論文

Millimeter wave sintering of B$$_{4}$$C by using a compact gyrotron system

星月 久昇*; 光藤 誠太郎*; Glyavin, M.*; Eremeev, A.*; 本田 知己*; 岩井 善郎*; 北野 彰洋; 石橋 淳一; 西 裕士; 柴原 格; et al.

Proceedings of 28th International Conference on Infrared and Millimeter Waves (IRMMW 2003), P. 1005, 2003/00

ミリ波焼結の技術を用いて焼結し、B$$_{4}$$Cペレットの高密度化・高強度化を達成することにより、制御棒の長寿命化を図っている。現在、2000$$^{circ}C$$を超える焼結が可能となり、高密度な焼結体を目指している。今回はその焼結についての経過を報告する。

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