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論文

Ion irradiation effects on FeCrAl-ODS ferritic steel

近藤 啓悦; 青木 聡; 山下 真一郎; 鵜飼 重治*; 坂本 寛*; 平井 睦*; 木村 晃彦*

Nuclear Materials and Energy (Internet), 15, p.13 - 16, 2018/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:29.78(Nuclear Science & Technology)

核融合炉ブランケット構造材料の候補である酸化物分散粒子(ODS)フェライト鋼の開発とその照射効果に関する基礎的研究を行った。耐食性向上を目的に作製したAl添加フェライト系ODS鋼に対して、温度300$$^{circ}$$Cで最大20dpaまでイオン照射を行い、照射硬化と損傷微細組織発達挙動を評価した。硬化は照射量20dpaまで単調に増加することが明らかとなった。並行して照射損傷微細組織観察を行い、評価された照射欠陥(ドット状欠陥、転位ループ)のサイズおよび数密度を用いて照射硬化量を理論的に計算した結果、5dpa照射量までは測定値と理論値が一致し、硬化の原因が主として照射欠陥によるものであることが明らかとなった。一方5dpa以上の照射量では、実験値が理論値よりも大きくなることが明らかとなった。このことから、照射量が大きくなると照射欠陥だけでなく照射誘起による$$alpha$$'相のような第2相の形成が照射硬化に寄与してくることが推測された。

論文

Effect of long-term thermal aging on SCC initiation susceptibility in low carbon austenitic stainless steels

青木 聡; 近藤 啓悦; 加治 芳行; 山本 正弘

Proceedings of the 18th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems - Water Reactors, Vol.2, p.663 - 672, 2018/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:100

本研究は、低炭素オーステナイトステンレス鋼の応力腐食割れ発生感受性に及ぼす長時間熱時効の影響を明らかにすることを目的とした。試料にはステンレス鋼の304Lおよび316Lを用いた。両ステンレス鋼とも20%の冷間加工(CW)を施し、その後288$$^{circ}$$Cで14,000時間熱時効(LTA)を加えた。応力腐食割れ発生感受性の評価として、BWRを模擬した環境下ですき間付き定ひずみ曲げ試験(CBB)試験を実施した。304L CW + LTAは応力腐食割れ発生感受性を示さなかった。一方で、316Lの応力腐食割れ発生感受性は冷間加工と長時間熱時効が組み合わさることで増大した。これらの結果を理解するために、CWおよびLTAによって引き起こされる金属組織や機械的性質の変化、およびそれらと応力腐食割れ発生感受性との関係について議論した。

論文

New precise measurement of muonium hyperfine structure interval at J-PARC

上野 恭裕*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 238(1), p.14_1 - 14_6, 2017/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:6.76

MuSEUM is an international collaboration aiming at a new precise measurement of the muonium hyperfine structure at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). Utilizing its intense pulsed muon beam, we expect a ten-fold improvement for both measurements at high magnetic field and zero magnetic field. We have developed a sophisticated monitoring system, including a beam profile monitor to measure the 3D distribution of muonium atoms to suppress the systematic uncertainty.

論文

New muonium HFS measurements at J-PARC/MUSE

Strasser, P.*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 237(1), p.124_1 - 124_9, 2016/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:7.43

At the Muon Science Facility (MUSE) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex), the MuSEUM collaboration is planning new measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium both at zero field and at high magnetic field. The previous measurements were performed both at LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) with experimental uncertainties mostly dominated by statistical errors. The new high intensity muon beam that will soon be available at MUSE H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation, and the results of a first commissioning test experiment at zero field are presented.

論文

二相ステンレス鋼のすき間腐食における$$alpha$$または$$gamma$$相の優先溶解機構

青木 聡

材料と環境, 65(2), p.45 - 50, 2016/02

二相ステンレス鋼は通常フェライト($$alpha$$)相のマトリックスに島状のオーステナイト($$gamma$$)相がミクロに混在し、その組成と微細組織により、優れた機械的特性,耐食性,そして経済性を併せ持つことから、新たな工業用汎用ステンレス鋼として近年注目されている。一方で、高耐食材料である二相ステンレス鋼といえどもすき間腐食の発生が問題となっており、その重要性が指摘されている。二相ステンレス鋼のすき間腐食では、すき間の入口からすき間奥部までの優先溶解挙動は一様でなく、複雑な溶解挙動を示す。すなわち、すきまの外縁部から内側へかけて順次、不働態領域、$$gamma$$相が優先溶解した領域、そして$$alpha$$相が優先溶解した領域が観察される。本稿では、二相ステンレス鋼のすき間腐食成長段階へ至るまでの腐食部優先溶解挙動の推移の観察、ならびにすき間腐食成長時のすき間内の腐食環境模擬溶液下における二相ステンレス鋼および$$alpha$$, $$gamma$$各相の溶解挙動の解析に基づき、二相ステンレス鋼のすき間腐食における優先溶解機構を解明することを目的とした研究について述べる。

論文

二相ステンレス鋼の腐食反応の走査型電気化学顕微鏡観察

青木 聡; 谷口 友美*; 酒井 潤一*

材料と環境, 64(9), p.414 - 420, 2015/09

本研究は、走査型電気化学顕微鏡(SECM)を用いて、二相ステンレス鋼(DSS)を構成するフェライト相およびオーステナイト相上における腐食反応をそれぞれ個別にin-situ観察し、DSSの腐食電位(約-0.15V vs.SHE)における優先溶解機構を解明することを目的とした。腐食電位においてフェライト相、オーステナイト相直上に、プローブ電極を固定し、プローブ電極の電位を-0.10Vから貴方向へ電位掃引速度20mV/sで1.4Vまで掃引し、プローブ電流値を測定した。プローブ電位が0-0.70Vの領域では、プローブ電極上で水素の酸化反応が起こったことによるアノード電流が検出され、この電流値はフェライト相上に比べオーステナイト相上でより大きかった。プローブ電位が0.70-1.2Vの領域では、二価の鉄イオンが三価の鉄イオンに酸化されたことによるアノード電流が検出され、この電流値はオーステナイト相上に比べフェライト相上でより大きかった。DSSは腐食電位においてフェライト相が優先的に溶解していた。これらの結果から、DSSの腐食電位における優先溶解機構モデルを各相の内部分極曲線を用いて提案した。

論文

二相ステンレス鋼のすき間腐食成長過程の溶解挙動

青木 聡; 名田 勇史*; 酒井 潤一*

材料と環境, 64(8), p.366 - 372, 2015/08

本研究は、二相ステンレス鋼のすき間腐食成長時の溶解挙動を明らかにすることを目的とした。二相ステンレス鋼を所定の電位に定電位保持し、すき間腐食を成長させた。一定時間経過後、すき間内の腐食部を観察し、その溶解挙動を解析した。また、in-situ観察によって、すき間腐食成長挙動の経時変化を追った。すき間内の腐食部は、外縁部から中心部へ向かって、すなわち進展先端部から起点部に向かって、不働態保持領域、オーステナイト相優先溶解領域、そして両相溶解領域を経てフェライト相優先溶解領域へと遷移するという、4つの領域に区別でき、この腐食形態を維持しながらすき間外縁部に向かい成長した。このような溶解挙動はすき間腐食が発生した全ての保持電位において同様に観察された。この結果は、すき間内外で形成されるマクロセルとIR dropによって説明できる。

論文

ステンレス鋼の耐発銹性に及ぼす不働態皮膜の安定度の影響

富士 浩行*; 青木 聡; 石井 知洋*; 酒井 潤一*

材料と環境, 64(5), p.178 - 182, 2015/05

本研究は発銹の前駆過程である不働態皮膜の破壊に着目し、耐発銹性に及ぼす不働態皮膜の安定度の影響を明らかにすることを目的とした。12ヶ月間大気曝露試験を行った。不働態皮膜の安定度を比較するために、酸性塩化物水溶液中において電位衰退曲線測定および定電位分極試験を行った。その結果、オーステナイトステンレス鋼はフェライトステンレス鋼と比較して高い発銹面積率を示した。この序列は鋼種間の孔食電位や表面に存在する介在物の密度の序列と一致しなかった。それに対して、ステンレス鋼の耐発銹性と不働態皮膜の安定度の序列は一致した。オーステナイトステンレス鋼の耐発銹性がフェライトステンレス鋼よりも劣る要因として、不働態皮膜が塩化物によって破壊されやすく、不働態皮膜の破壊に伴い形成されたミクロピットが発銹の起点となり、発銹部の密度を高めていることが考えられる。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:142 パーセンタイル:0.63(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:49.68(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

報告書

マルチオフセットハイドロフォンVSP調査法の亀裂性岩盤への適用試験(その1)

伊藤 久男*; 大湊 隆雄*; 木口 努*; 桑原 保人*; 青木 和弘; 長谷川 健; 藪内 聡

PNC-TY7651 95-001, 59 Pages, 1995/04

PNC-TY7651-95-001.pdf:4.24MB

正馬様洞に掘削されている試錐孔(AN-1号孔)を用いて、マルチオフセットハイドロフォンVSP調査法の適用試験を実施した。本実験の目的は、チューブ波の発生の確認およびチューブ波の発生深度と亀裂に関する既存情報を対比することにより、マルチオフセットハイドロフォンVSP調査法の透水性亀裂の検出法としての適用性を検討することにある。試験の結果、深度20mから409mの区間で23のチューブ波の発生が確認された。大部分のチューブ波は、物理検層結果が異常を示す深度や、水理試験によって比較的高い透水係数が得られている深度から発生しており、これらのチューブ波は透水性亀裂から発生したものであると考えられた。また、いくつかのチューブ波はある1つの深度から発生しているのではなく、2つの発生深度に挟まれた区間全体からチューブ波が発生しているように見られるデータが取得された。これはハイドロフォンVSP調査で、割れ目帯全体の透水性を推定できる可能性があることを示しており、今後の検討が必要である。なお、本報告書は検出されたチューブ波の発生深度を中心にまとめたものであり、チューブ波を発生させた亀裂の透水性の解析等の結果については、「その2」として報告書をまとめる予定である。

論文

Fusion safety and environmental R & D tasks in Japan

関 泰; 斉藤 正樹*; 青木 功; 岡崎 隆司*; 佐藤 聡; 高津 英幸

Journal of Fusion Energy, 12(1-2), p.11 - 19, 1993/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

核融合実験炉を一般公衆及び作業員にとって十分に安全で且つ環境的にも受容できるものとするためには、かなりのR&Dが必要となる。核融合実験炉を建設するためには核融合炉の安全許認可手続きが確立されなければならない。安全許認可手続きの確立と並行して、現行の核融合実験炉であるITER/FERの安全解析の不確かさを減らすためのR&Dを実施する必要がある。本文では安全で環境にやさしい核融合実験炉を開発するために必要なR&Dを紹介するものである。

論文

高温核熱を用いた水素・メタノール製造システム

宮本 喜晟; 尾本 彰*; 青木 裕*; 福田 繁*; 楮 修*; 村上 輝明*; 内田 聡*; 時田 雄次*; 白川 精一*; 村上 信明*; et al.

エネルギー・資源学会第11回研究発表会講演論文集, p.33 - 38, 1992/00

火力発電所から排出される炭酸ガスとモジュラー型高温ガス炉(MHTGR)の高温核熱を用いて、高温水蒸気電解法により製造した水素からメタノール合成するシステムを検討した。このシステムは、熱出力350MWtのMHTGR4基、高温水蒸気電解装置、メタノール合成装置等からなるユニット2系統からなり、年間100万tのメタノールを製造する。このシステムから得られるメタノールを輸送機関用燃料に使用すると、年間200万tの炭酸ガス排出量を削減することができる。

論文

Detection of permeable fractures in granitic rock by hydrophone VSP

長谷川 健; 藪内 聡; 青木 和弘

第3回SEGJ/SEG国際シンポジウムGeotomography, , 

東濃地域に掘削されている試錐孔(AN-1号孔)を用いて,マルチハイドロフォンVSPの適用試験を実施した.20mから40mの深度で24のチューブ波の発生が確認された.大部分のチューブ波は,物理検層が異常を示す深度や,透水試験で比較的高い透水係数が得られた深度から発生しており,これらのチューブ波は透水性亀裂から発生したものであると考えられる.今回のデータから推定された透水係数の値の多くは100ミリダルシーのオーダーの値であった.

口頭

二相ステンレス鋼のすきま腐食における$$alpha$$または$$gamma$$相優先溶解挙動の解明に関する研究

青木 聡

no journal, , 

近年、高耐食性が求められる社会インフラ分野において広く利用されるようになってきた二相ステンレス鋼について、そのすきま腐食過程を生起から成長段階に至るまで、詳細な観察と電気化学測定により研究した。その結果、すきま内腐食部におけるフェライト相およびオーステナイト相の優先溶解の推移の実態を明らかにし、これまで現象論的な報告にとどまっていた二相ステンレス鋼のすきま腐食や優先溶解に対して、すきまの幾何学形状やすきま内溶液抵抗を考慮したすきま腐食優先溶解モデルを提案した。

口頭

ステンレス鋼の局部腐食

青木 聡

no journal, , 

耐食金属材料の代表であるステンレス鋼が工業化されてから現在に至るまで局部腐食が常に問題となっている。今後の新たな技術分野の開拓、拡大に伴い生起してくる新たな腐食環境に対する新鋼種の開発が現在も継続されている。したがって、ステンレス鋼の開発、最適活用には時と共に変化する使用環境を把握し、その環境における局部腐食形態を予測した上で、局部腐食機構に基づき、さらに合金成分設計あるいは装置設計に反映できる要因で評価可能な耐食性評価方法を確立することが必要不可欠である。本発表では、二相ステンレス鋼のすき間腐食およびオーステナイトステンレス鋼の応力腐食割れの解析例などを通して工学的防食対策に関する考え方と将来に渡る課題について述べる。

口頭

これまでの腐食研究の成果および今後の展望

青木 聡

no journal, , 

これまでの10年間に実施した二相ステンレス鋼のすき間腐食に関する研究をはじめ様々な研究の成果を整理した。二相ステンレス鋼のフェライト相, オーステナイト相の各相が示す溶解挙動および腐食電位における優先溶解機構を各相の溶解挙動を通して明らかにすることを目的とし、優先溶解機構モデルを各相の内部分極曲線を用いて示した。定電位型in situ AFM観察を行うことによりTi炭窒化物起点の孔食発生挙動を明らかにした。炭素鋼の腐食に及ぼす希薄ギ酸の影響を明らかにすることを目的とし、その影響は炭素鋼の腐食反応のカソード電流密度を増加させ、その結果腐食速度を増加させることを明らかにした。

口頭

Effect of long term thermal aging on SCC susceptibility in austenitic stainless steels

加治 芳行; 青木 聡; 近藤 啓悦; 山本 正弘

no journal, , 

低炭素ステンレス鋼のSCC感受性に及ぼす長時間熱時効の影響についてCBB試験により検討してきた。用いた材料は304Lと316Lステンレス鋼であり、溶体化処理あるいは20%冷間加工後、288$$^{circ}$$C大気中で14000時間時効処理を行った。SCC感受性評価は、BWR模擬高温水中288$$^{circ}$$Cで1000時間のCBB試験により実施した。CBB試験の結果、304L溶体化材、304L冷間加工材、316L溶体化材ではほとんど感受性を示さなかったが、316L冷間加工材では高いSCC感受性を示した。TEM/EDXによる粒界分析ではCrの偏析等が見られなかったことから低温鋭敏化が原因ではないことが分かった。機械的性質、圧延組織、化学組成等の点から検討を進め、長時間熱時効材においてSCC感受性が高くなる原因について議論する。

口頭

Preferential dissolution mechanism of ferritic or austenitic phase in crevice corrosion of duplex stainless steels

青木 聡; 名田 勇史*; 酒井 潤一*

no journal, , 

高耐食材料である二相ステンレス鋼といえどもすき間腐食の発生が問題となっており、その重要性が指摘されている。二相ステンレス鋼のすき間腐食では、すき間の入口からすき間奥部までの優先溶解挙動は一様でなく、複雑な溶解挙動を示す。すなわち、すき間の外縁部から内側へかけて順次、不働態領域、オーステナイト相が優先溶解した領域、そしてフェライト相が優先溶解した領域が観察される。本発表では、二相ステンレス鋼のすき間腐食成長段階へ至るまでの腐食部優先溶解挙動の推移の観察、ならびにすき間腐食成長時のすき間内の腐食環境模擬溶液下における二相ステンレス鋼およびフェライト、オーステナイト各相の溶解挙動の解析に基づき、二相ステンレス鋼のすき間腐食における優先溶解機構を解明することを目的とした研究について示す。

口頭

低炭素オーステナイトステンレス鋼の応力腐食割れ発生感受性に及ぼす熱時効の影響

青木 聡; 近藤 啓悦; 加治 芳行; 山本 正弘

no journal, , 

本研究では、低炭素オーステナイトステンレス鋼の応力腐食割れ(SCC)発生感受性に及ぼす熱時効の影響を明らかにすることを目的とした。試料として低炭素オーステナイトステンレス鋼であるSUS304LおよびSUS316Lを用い、すきま付き定ひずみ曲げ試験(CBB試験)によりSCC発生感受性を評価した。熱時効試料においては、いずれ低炭素オーステナイトステンレス鋼ともき裂の発生が認められなかった。この事から、熱時効のみではSCC発生感受性が高まることはないと考えられる。一方、冷間加工を施した熱時効後試験片のSUS304Lでは、冷間加工を施さず熱時効試験した試料と同様にき裂の発生は認められなかったが、SUS316Lでは多数のき裂が観察された。これにより、冷間加工と熱時効の組み合わせ条件の場合では、SCC発生感受性が増大することが示された。熱時効試験したSUS316Lの結晶粒界に対してTEM/EDX分析を行い、Cr元素の欠乏等の成分偏析や析出第二相の有無を調査したが、それらは観察されず熱時効の影響は認められなかった。これらのことから、鋭敏化以外の要因でSCC発生感受性が高まった可能性が考えられる。

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