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論文

Evaluation of long-term creep rupture life of Gr.91 steel by analysis of on-going creep curves

丸山 公一*; 中村 純也*; 吉見 享祐*; 永江 勇二

Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants; Proceedings from the 8th International Conference (EPRI 2016), p.467 - 478, 2016/00

A methodology is developed for evaluating its creep rupture life from analysis of an on-going creep curve with the aid of an creep curve equation. The method is applied to on-going creep curves of grade 91 steel for evaluating their rupture lives. Quick decrease in creep rupture strength has been reported recently in long-term creep of grade 91 steel. The quick decrease of the steel is discussed by using the rupture lives evaluated. The quick decrease is confirmed in the present study in the time range longer than 3$$times$$10$$^{4}$$ h at 600 $$^{circ}$$C.

論文

On-site background measurements for the J-PARC E56 experiment; A Search for the sterile neutrino at J-PARC MLF

味村 周平*; Bezerra, T. J. C.*; Chauveau, E.*; Enomoto, T.*; 古田 久敬*; 原田 正英; 長谷川 勝一; Hiraiwa, T.*; 五十嵐 洋一*; 岩井 瑛人*; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2015(6), p.063C01_1 - 063C01_19, 2015/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:45.45(Physics, Multidisciplinary)

J-PARC E56実験は物質・生命科学実験施設においてステライルニュートリノを探索する実験である。実験の妥当性を検証するために、われわれはMLF 3Fにバックグランドイベント用検出器を設置し、測定を行った。この検出器は500Kgのプラスチックシンチレータから構成されている。陽子ビーム入射によって$$gamma$$線と中性子が生成され、宇宙線起源の$$gamma$$線なども検出された。これらの結果について報告する。

論文

Separation factor of americium from cerium in molten chloride-liquid gallium reductive extraction system

戸田 太郎*; 丸山 雄大*; 森谷 公一*; 森山 裕丈*; 林 博和

電気化学および工業物理化学, 77(8), p.649 - 651, 2009/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:19.47(Electrochemistry)

LiCl-KCl共晶溶融塩/液体ガリウム系(773K)におけるアメリシウムとセリウムの分配係数をZrCl$$_4$$を共存させて塩中の酸化物イオン濃度を制御しMO$$^{(n-2)+}$$イオンの生成を抑制した条件で測定した。得られた分配係数から得られたアメリシウム/セリウムの分離係数は約100であった。本実験結果を他の系の報告値及び理論的予想値と比較することによって、ガリウムを使用した系はビスマスやカドミウムを用いた還元抽出系よりもアメリシウム/セリウムの分離性能が大きいことを明らかにした。

論文

Thermodynamic properties of lanthanides and actinides for reductive ectraction of minor actinides

戸田 太郎*; 丸山 雄大*; 森谷 公一*; 森山 裕丈*; 林 博和

Journal of Nuclear Science and Technology, 46(1), p.18 - 25, 2009/01

 被引用回数:41 パーセンタイル:92.61(Nuclear Science & Technology)

乾式法によるマイナーアクチノイド(MA)の溶融塩/液体金属系における還元抽出工程の基礎データとなる溶融塩相及び液体金属相におけるランタノイド及びアクチノイドの過剰熱力学量について理論的な考察を行った。既に報告されているデータを解析した結果、各元素の過剰エンタルピーと過剰エントロピーは、溶融塩相では金属イオン周辺の配位構造に影響を与えるイオン半径のみの関数で表され、液体金属相では合金生成を考慮したMiedimaのモデルによって表されることがわかった。これらの関係を用いてこれまでに実験データが報告されていない系の過剰熱力学量を評価し、溶融塩/液体金属系におけるMAとランタノイドの分離係数を計算した。その結果、液体金属相としてビスマスやカドミウムを用いるよりもアルミニウムやガリウムを用いる系の方が高い分離係数が得られることを示した。

論文

Reductive extraction of minor actinides from molten chloride into liquid gallium

戸田 太郎*; 丸山 雄大*; 森谷 公一*; 森山 裕丈*; 林 博和

Proceedings of 2008 Joint Symposium on Molten Salts (USB Flash Drive), p.933 - 938, 2008/10

溶融塩と液体金属を溶媒として用いる還元抽出法はマイナーアクチノイド(MA)の分離回収に有効な方法であると考えられている。本研究では、優れたMA分離性能を示すことが期待されているガリウムを用いる系におけるMA/希土類分離性能を評価するため、773KにおけるLiCl-KCl/Ga系のAm及びCeの分配係数を測定した。系にZrCl$$_4$$を共存させることによってCeO$$^+$$イオン及びAmO$$^+$$イオン等の生成を防ぎ、酸化物イオンの影響を小さくすることができた。本研究で得られた酸化物イオンの影響が小さい場合のAmとCeの分離係数は約100であった。本実験結果を他の既報告値及び理論的予想値と比較することによって、AmとCeの分離係数はAl$$>$$Ga$$>$$Bi$$>$$Cdの順序であることを明らかにした。

報告書

Mod.9Cr-1Mo鋼の寿命評価に関する研究(その3)クリープ疲労試験材およびクリープ中断材の損傷組織の定量化 - 先行基礎工学分野に関する平成10年度報告書 -

丸山 公一; 加藤 章一; 永江 勇二

JNC TN9400 99-038, 30 Pages, 1999/02

JNC-TN9400-99-038.pdf:0.99MB

発電プラントにおける構成部材は、クリープやクリープ疲労等の環境にさらされるため、部材の余寿命を評価するには各環境下において材料が受ける損傷を的確に評価する必要がある。高速炉の蒸気発生器材料として開発された改良9Cr-1Mo鋼は、マルテンサイトラス組織を有しており、前報においてラス幅と呼ばれる組織因子がクリープひずみを推定する上で有用であり、その推定ひずみからクリープ寿命を評価できることを明らかにした。本報では、第一にクリープ疲労環境下におけるマルテンサイト組織の変化を調査し、この環境においてもラス幅が損傷評価に有用かどうか検討した。第二に、クリープ寿命評価に有用であるラス幅とは別に、ラス組織の変化をより正確に表わしている可能性のあるラスの面積を定量化し、その変化によりクリープひずみを推定できるか検討した。ラス組織は、クリープ疲労環境下においてもクリープ変形時と同様に回復する。クリープ疲労破断した材料におけるラス組織のラス形状は、クリープ破断材のラス形状に比べて等軸化している。ラス幅(クリープ疲労破断材)は、Nf/2における最大応力と一定の関係があり(Nf:破断繰り返し数)、クリープ疲労材においてもラス幅の飽和値が存在する。したがって、クリープ疲労変形に伴うラス組織の変化のプロセスを調査すれば、ラス幅によるクリープ疲労寿命評価が可能になるものと考えられる。ラスの面積は、クリープ変形に伴い増加し、応力によって決まる平衡値に飽和する。ラスの面積の増加は、高温・高応力ほど早い。試験条件の影響を受けない指標として導入したラス面積の変化率は、クリープひずみと一定の関係がある。しかしこの関係では、前報におけるラス幅の変化率とクリープひずみの関係に比べて測定値のばらつきが大きく、ひずみの推定精度は低いと考えられる。

報告書

Mod.9Cr-1Mo鋼のクリープ寿命評価に関する研究,2;クリープ中断材の損傷組織の定量化,先行基礎工学分野に関する平成9年度報告書

澤田 浩太; 丸山 公一; 小峰 龍司; 永江 勇二

PNC TN9410 98-018, 32 Pages, 1998/02

PNC-TN9410-98-018.pdf:0.71MB

高速炉の蒸気発生器材料として開発されたMod.9Cr-1Mo鋼は,細長い板状マルテンサイトが束となった組織を有している。これをマルテンサイトラス組織という。クリープ中にはラスの大きさの増加や転位密度の減少といった組織の回復が起きる。この組織回復は加速クリープを引き起こし,材料は最終的には破断する。本報では,マルテンサイトラス組織のラス幅(個々の細長い板状のマルテンサイトの幅)に注目し,クリープ寿命評価因子としての可能性を種々のクリープ中断試験により検討した。本鋼の焼き戻し温度(1053K)は試験温度(848$$sim$$923K)に比べて高く,ラス組織は熱的に安定である。しかし,クリープ中には応力の影響を受けてラス組織が回復する。ラス幅はクリープひずみの増加に伴い増加し,応力によって決まる平衡値に飽和する。ラス幅の増加は,高温・高応力ほど早い。そこで試験条件の影響を受けない指標として,以下に示すラス幅の変化率を導入した。$$Delta$$d/$$Delta$$ds:ラス幅の変化率$$Delta$$d=d-d0,$$Delta$$ds=ds-d0ここで,dは時間tでのラス幅,d0は初期のラス幅,dsはラス幅の飽和値(応力で決まる)である。$$Delta$$d/$$Delta$$dsとクリープひずみの関係は,試験条件に依存しない。したがって,加速試験により得られた$$Delta$$d/$$Delta$$dsとひずみの関係は,実機条件にも適用できる。以上から,ラス幅を測定すれば,クリープひずみが推定でき,このひずみ量から推定クリープ曲線を使ってクリープ寿命比を求めることができる。

報告書

Mod.9Cr-1Mo鋼のクリープ寿命評価に関する研究,1; クリープ破断材の損傷組織の定量化,先行基礎工学分野に関する平成8年度報告書

澤田 浩太; 丸山 公一; 小峰 龍司; 永江 勇二

PNC TN9410 97-035, 41 Pages, 1997/03

PNC-TN9410-97-035.pdf:1.87MB

材料がクリープ変形すると、種々の組織変化が起こる。これらの組織変化は、クリープ寿命の推定に使用できる場合がある。本報では、高速炉の蒸気発生器材料として開発されたMod.9Cr-1Mo鋼のクリープ変形に伴う組織変化を調査し、どの組織因子が寿命評価において適切かを検討した。巨視的な組織変化であるボイド成長,ラス組織の応力軸方向への配向,結晶粒の伸びはくびれ部のみで顕著である。したがって、これらの組織変化は寿命評価には使用できない。微視的な組織因子のうち、ラス幅,ラス内の転位密度は変形により大きく変化する。変形初期からラス幅は増加し、転位密度は減少する。これらの組織変化は三次クリープ域の変形加速の原因である。ラス幅,ラス内の転位密度は、破断前に飽和値に達する。飽和値は温度に依存せず、応力のみによって決まる。本材料が実際に使用される低応力では、これらの組織因子が大きく変化する。したがって、ラス幅,ラス内の転位密度は寿命評価に有用な組織因子である。変形部の硬さは、ラス幅,ラス内の転位密度と相関があり、硬さ測定により、これらの組織変化を評価することが可能である。

論文

改良9Cr-1Mo鋼のクリープ変形中の組織変化と寿命評価

澤田 浩太*; 丸山 公一*; 小峰 龍司; 永江 勇二

鉄と鋼, 83(7), p.466 - 471, 1997/00

高速増殖炉の蒸気発生器材料として開発された改良9Cr-1Mo鋼のクリープ寿命評価手法の確立を目的として、クリープ破断材および中断材の組織観察を光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡(TEM)により観察した。また、硬さ測定により内部組織を推定できるかを検討した。その結果、以下のことがわかった。(1)TEM観察により、マルテンサイト・ラスのラス幅がクリ-プ変形にともない変化し、その飽和値が温度に依らず応力のみによって決定される。(2)ラス幅は変形初期から変化することから、寿命初期から寿命評価の手段として使用できる可能性がある。(3)破断後の硬さとラス幅には一定の関係があり,硬さ測定によってラス幅が測定できる。

報告書

損傷組織の定量化技術の研究; 先行基礎工学分野に関する平成7年度報告書

丸山 公一*; 青砥 紀身

PNC TN9000 96-005, 3 Pages, 1996/05

PNC-TN9000-96-005.pdf:0.11MB

高速炉構造材料の損傷組織を定量化する技術の開発研究を進めるため、研究内容の基本的な計画を作成した。(1)対象とする構造材料 フェライト系網、(2)対象とする損傷組織単軸クリープによる損傷組織、(3)平成8年度以降の研究の進め方・分析顕微鏡による観察データベースの開発・材料強度データベースとの関係付けアルゴリズムの開発

論文

Development of Control Rods for the Experimen tel Fast Reaetor"JOYO"

丸山 忠司; 小野瀬 庄二; 飛田 公一; 宮川 俊一

IAEA IWGF制御棒専門家会議, , 

本論文では高速実験炉「常陽」の制御棒について主な仕様,照射挙動, および制御棒高度化に向けた改良実績について述べている。「常陽」MK-II炉心では、制御棒は6本あるが、それらは高濃縮B4Cペレットを中性子吸収 に、またダイビングベル型ベント機構の吸収ピン構造を有している。現在最大燃焼度として78$$times$$10の26cap/m3を達成しているのが、この間寿命延長のために行った改良としてダッシュラムのスエリング特性、ACMIを減らすためのペレット径の縮小ならびにシュランドの導入などがある。今後さらにMK-III炉心ではシュラウド付きNaボンドピン制御棒の導入を計画している。

口頭

ステライルニュートリノ探索実験におけるJ-PARC MLF施設の現状と将来の展望

明午 伸一郎; 長谷川 勝一; 西川 公一郎; 丸山 和純*; 岩井 瑛人*; 太田 良介*

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)では25Hzの早い繰り返しの3GeVシンクロトロンから出射される大強度陽子ビーム(1MW)を炭素及び水銀標的に入射し、生成するミュオン及び中性子を様々な実験に利用している。本施設の運転は2008年から開始し、目標とする1MWの3割になる0.3MWの運転が高い利用率(95%以上)の状態が2013年5月末までに継続された。MLFにおいて100t級の液体シンチレータを用いたステライルニュートリノ探索実験を計画し、0.3MWの大強度陽子ビーム入射に伴う背景事象評価のための予備実験が行われた。本講演では、本シリーズ発表の中で主にMLF施設の陽子ビーム強度の現状および2013年度から開始されるLINACの400MeVアップグレードや八極電磁石を用いたビームの平坦化等の将来展望について報告する。

口頭

Gr.91鋼におけるヒート間のクリープ強度差の原因

丸山 公一*; 中村 純也*; 関戸 信彰*; 吉見 享祐*; 永江 勇二

no journal, , 

次世代高速炉プラントの候補構造材である改良9Cr-1Mo鋼の化学成分や熱処理条件がクリープ強度に及ぼす影響について評価した結果を報告する。日本機械学会高速炉規格の化学成分範囲や熱処理条件を満たしている素材を対象に、物質・材料研究機構及び原子力機構取得のクリープ試験データを用いて評価した。その結果、改良9Cr-1Mo鋼のクリープ強度はCr濃度と結晶粒径で整理可能であることがわかった。550$$^{circ}$$CではCr濃度の影響が大きく、高温側ではCr濃度の影響が小さくなり結晶粒径の影響が大きくなることを示した。V等の他の化学成分範囲は狭く、クリープ強度に与える影響は認められなかった。

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