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山下 恵史朗*; 小松 一生*; Klotz, S.*; Fabelo, O.*; Fern
ndez-D
az, M. T.*; 阿部 淳*; 町田 真一*; 服部 高典; 入舩 徹男*; 新名 亨*; et al.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(40), p.e2208717119_1 - e2208717119_6, 2022/10
被引用回数：2 パーセンタイル：20.4(Multidisciplinary Sciences)氷の多形体は、圧力や温度により驚くほど多様な構造を示す。水素結合の乱れは、その構造多様性の重要な要因であるだけでなく、その物性をも支配している。しかし、観測可能な逆格子空間が限られていることや、高圧下で測定されたデータの不確かさにより、高圧下において氷多形体の乱れた構造を明らかにすることは困難であった。今回、単結晶および粉末中性子回折の両方を用いて、2.2GPa, 298Kにおいて主要な高圧氷である氷VIIの乱れた構造を初めて明らかにした。最大エントロピー法を用いることにより3次元的な原子分布を導くことに成功し、水素がこれまで言われていた離散的なサイトではなく、リング状に分布をしていることを発見した。また、274Kでの全散乱実験により、氷VIIの水素秩序相である氷VIIIとは、同じ分子構造を持つにもかかわらず、その分子間構造が異なることを明らかにした。今回の単結晶と粉末回折の相補的な構造解析によって、氷VIIのユニークな無秩序構造が明確に示された。今回の発見は、圧力によって大きく変化するプロトンダイナミクスと関連しており、圧力下における氷VIIの異常な物性の構造的な起源を理解することに役立つと考えられる。
小松 一生*; Klotz, S.*; 中野 智志*; 町田 真一*; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 山下 恵史朗*; 入舩 徹男*
High Pressure Research, 40(1), p.184 - 193, 2020/02
被引用回数：13 パーセンタイル：71.69(Physics, Multidisciplinary)ナノ多結晶アンビルを用いた中性子回折実験のための新しい高圧セルを紹介する。このセルのデザインやオフライン圧力発生テスト,ガス圧媒体の装填方法が書かれている。その性能は、氷II相の約82GPaまでの中性子回折パターンによって図示されている。またこのセルを用いた常圧におけるFe
O
の単結晶中性子回折実験のテストを紹介し、現在の限界と将来の開発を示す。
近藤 啓悦; 三輪 幸夫; 塚田 隆; 山下 真一郎; 西野入 賢治
Journal of ASTM International (Internet), 7(1), p.220 - 237, 2010/01
軽水炉内構造材料であるオーステナイト系ステンレス鋼の照射誘起応力腐食割れ機構解明のため、中性子照射したステンレス鋼に特有な変形機構となる転位チャネリングが、材料のマクロな塑性変形挙動に及ぼす影響について詳細な検討を行った。照射したステンレス鋼は延性が低下し加工硬化指数が減少することが報告されている。しかし、中性子照射材の引張試験における真応力-真ひずみ曲線を解析すると、照射によって降伏応力は増加するが加工硬化指数は照射前後で変化することはなかった。同様なマクロ特性の変化は非照射温間加工材においても見られた。一方で、塑性不安定開始直前のミクロ組織を観察した結果、照射材では転位チャンネル構造,非照射材においては転位セル構造であることがわかった。加工硬化は材料中を動く転位同士の切り合いが重要な因子であるが、この異なるミクロ組織であっても転位同士が互いの運動の抵抗になるミクロ変形機構には変化がなかったことが、加工硬化挙動が照射前後で変化しなかった原因であると考えられた。
梶谷 幹男; 西野入 賢治; 阿部 和幸; 逢坂 正彦; 今野 廣一; 廣沢 孝志; 小山 真一
PNC TN9440 97-004, 186 Pages, 1997/02
平成9年2月7日に照射燃料試験施設(AGF)ホットイン25周年記念成果報告会を開催した。AGFは1971年(昭和46年)10月1日に放射化材料試験ループを使用してのホットイン、引き続き12月から常陽燃料仕様燃料ピンの定常照射試験(DFR332/2燃料ピン)の照射後試験を開始して25年を迎え、その記念行事としてOBに対する施設見学会、記念成果報告会及び懇親会を開催したものである。本報告書は、この記念成果報告会で発表したOHP原稿を取りまとめたものである。発表内容は、 1.AGF25年の歴史と経緯及び西暦2000年に向けての取り組み 2.AGF25年間の施設、設備およびマニプレータの保守実績 3.AGFでの物性測定(融点、熱伝導度、X線回折)の最近の成果 4.核分裂生成物放出挙動試験装置の開発経緯とコールド試験の結果 5.照射燃料集合体試験施設の金相試験セルを利用した燃料挙動のこれまでの成果 6.照射済MOX燃料中のMA(Np,Am,Cm)分析手法の開発状況 7.MA含有燃料作製設備の整備状況と各装置の概略仕様の紹介である。
田地 弘勝; 西野入 賢治; 平澤 久夫; 宇留鷲 真一; 長谷川 正泰
PNC TN9410 88-190, 53 Pages, 1988/01
計測線付C型特殊燃料集合体(PFI010)の健全性確認及び照射中に計測したデータの精度確認に資するためのデータ取得を目的に照射後試験を実施した。試験は、集合体外観検査を始めとする集合体試験及び
スキャン、パンクチャ等燃料ピン試験である。本集合体は、100MW定格出力第8サイクルから第12'''サイクルまで照射され、集合体平均燃焼度32400MWd/tである。本試験により以下の結果を得た。1.集合体及びピン表面に傷、付着物等の異常は観られなかったが、ピンの外れ、ノックバーの変形、計測線の曲りが観察された。2.計測線及び計測機器の外観検査の結果、冷却材温度測定用熱電対とラッピングワイヤとの接合部及び電磁流量計部には、傷及び変形はなく健全であることを確認した。また、パンクチャ試験結果において、照射中のFPガス圧計測データ(約2520 Torr-STP)と照射後の測定データ(約2543 Torr-STP)とが良く一致したことから、FPガス圧力計は正常に作動していたと判断できる。
木村 敦; 小泉 光生; 藤 暢輔; 大島 真澄; 水本 元治; 後藤 淳*; 新井 康夫*; 相良 正弘*; 入 真一*; 小林 弘知*; et al.
no journal, ,
マイナーアクチノイドの核断面積を測定するため多数のBGOアンチコンプトンサプレッサーつきのGe半導体検出器からなる多重線測定装置のデータ収集系の開発を実施している。従来、このような装置においてはNIM形式のモジュールを組合せてデータ収集系を構成していた。しかし、この方式では多くの費用と設置場所が必要となる。そこで、本研究においては近年急速に発展しているディジタル波形処理技術を用いて、省スペースで安価・高速の測定系を作成した。その結果、実験で使用するGe半導体検出器で従来のMCAと同程度のエネルギー分解能(2.5-2.8keV at 1.33MeV)を3.2
という短い不感時間で達成することができた。
山下 真一郎; 赤坂 尚昭; 西野入 賢治; 高橋 平七郎
no journal, ,
原子力機構では高速炉高燃焼度炉心用材料として改良SUS316鋼(PNC316)を開発した。PNC316とは16Cr-14Ni-2.5Mo-0.25P-0.004B-0.1Ti-0.1Nbの化学組成のもので、通常冷間加工度20%の条件で用いられる。照射特性評価のため、これらPNC316被覆管については、現在までに温度775
905Kで最大照射量125dpaまでの照射試験を継続して行ってきている。本研究では、照射後試料の微細組織について注意深く詳細に評価した。針状析出物の幾つかを含む低倍像からは、析出物界面に付着する多くのヘリウムバブルが確認された。一方で、針状析出物の代表的な高分解能組織写真(数十nm長で数nm幅)からは、面心立方格子構造(FCC)の母相と析出物に明確な界面構造が示された。電子回折図形及び高分解能像解析の結果から、この特徴的な析出物はFe
P型析出物であると同定された。TEM観察結果をベースに総合考察すると、PNC316内部に安定なリン化物が形成することで、これらリン化物がヘリウムバブルの効果的なトラップサイトとして作用し、バブル-ボイド変換期を遅らせていることで、優れた耐照射特性が発現しているものと考えられる。
山下 真一郎; 関根 学*; 舘 義昭; 赤坂 尚昭; 西野入 賢治; 高橋 平七郎
no journal, ,
PNC316は、耐照射性と高温特性を兼備した材料として高速実験炉「常陽」や高速原型炉「もんじゅ」などで使用されている。本外部発表は、高速実験炉「常陽」で継続的に実施してきた材料照射試験の中で、マクロな寸法変化が現れた試験片の変化前後の詳細なミクロ組織観察と解析の結果を紹介し、ミクロ組織変化とスエリング挙動の関係について検討を進めた結果を報告するものである。高速実験炉「常陽」での照射条件は、照射損傷量83.5125dpa,照射温度502628
Cであり、高分解能型と汎用型の二台の電子顕微鏡を用いてミクロ組織観察を、付随のエネルギー分散型X線分光装置(EDS)を用いて析出物等の成分分析を行った。ミクロ組織観察とEDS分析の結果から、マクロな寸法変化の前後ではボイド形成の分布状況に顕著な違いがあることが示された。また、リン化物に代表される微細な析出物が形成している照射条件範囲では、それらの界面がバブルやボイドの有効な捕獲サイトとして作用していることを改めて確認することができ、今後の照射下挙動のモデル化に必要な組織データベースを拡張することができた。
関尾 佳弘; 山下 真一郎; 吉武 庸光; 西野入 賢治; 高橋 平七郎*
no journal, ,
原子炉炉心材料(オーステナイト系ステンレス鋼)では、照射欠陥集合体の蓄積の結果として、ボイドスエリングや照射硬化が起こることが一般的に知られているが、これらの現象を引き起こす転位やボイドの形成過程がどの微細組織因子(シンクの種類等)の影響を受けているかなどについては十分に明らかにされていない。このようなことから、本研究ではオーステナイト系ステンレス鋼における粒界近傍での照射欠陥集合体、特にボイド組織の蓄積過程を明らかにするために、オーステナイト系ステンレス鋼の3元系モデル合金Fe-15Cr-15Niを用いて「常陽」で中性子照射を行い、照射後微細組織観察からボイド組織の蓄積過程と粒界構造との関係性の評価を行った。その結果、整合性の低いランダム粒界近傍にはボイド欠乏帯が形成し、整合性の高い対応粒界近傍には形成しないことが示され、粒界近傍のボイド組織の蓄積過程が粒界構造の違いによって変化することが明らかになった。また、高速炉炉心の実用材であるPNC316(SUS316の改良鋼)においても同様の評価を行い、Fe-15Cr-15Niと同様の関係性を示すことが明らかになった。
山下 真一郎; 矢野 康英; 大塚 智史; 皆藤 威二; 赤坂 尚昭; 井上 賢紀; 吉武 庸光; 西野入 賢治; 小山 真一; 田中 健哉
no journal, ,
原子力機構では、実用化段階の高速炉用燃料被覆管として高温強度特性と耐スエリング性を具備する酸化物分散強化型(以下、ODS)フェライト鋼の材料開発を行い、現在は「常陽」等を用いて実用化に必要な照射特性に関するデータ整備を進めている。本試験では、基本組成がFe-0.13C-9Cr-2W-0.20Ti-0.35YOのマルテンサイト系ODS鋼とFe-0.03C-12Cr-2W-0.30Ti-0.23YOのフェライト系ODS鋼の2種類を、高速実験炉「常陽」の材料照射リグ(SVIR, CMIR)を用いて、400750Cの温度条件範囲で最大40.5 dpaまで中性子照射した。これらに対する照射挙動評価のために、金相組織観察,リング引張試験,硬さ測定,組織観察及び元素分析等の試験を実施した。引張試験結果からは、照射に伴い伸び特性が若干低下する傾向が示されたが、低温範囲で最も懸念されていた降伏応力の上昇と伸びの低下(いわゆる、照射硬化現象)は、本照射条件範囲においてほとんど生じていないことが明らかとなった。また、照射前後における微細組織観察から、照射前の複雑な組織状態は、いずれの照射後組織においても著しい組織変化を示すことなく、安定に存在していることが示された。
近藤 啓悦; 中野 純一; 塚田 隆; 山下 真一郎; 西野入 賢治
no journal, ,
軽水炉内構造材料であるオーステナイト系ステンレス鋼の照射誘起応力腐食割れ機構解明研究のため、中性子照射したステンレス鋼に特有な変形機構となる転位チャネリングが、材料のマクロな塑性変形挙動に及ぼす影響について詳細な検討を行った。照射したステンレス鋼は、延性が低下し加工硬化指数が減少することが報告されている。しかし、中性子照射材の引張試験における真応力-真ひずみ曲線を解析すると、照射による降伏応力は増加するが加工硬化指数は照射前後で変化することはなかった。同様な、マクロ特性の変化は非照射温間加工材においても見られた。一方で、塑性不安定開始前のミクロ組織を観察した結果、照射材では転位チャンネル構造、非照射材では転位セル構造であることがわかった。加工硬化は、材料中を動く転位同士の切あいが重要な因子であるが、この異なるミクロ組織であっても転位同士が互いの運動の抵抗になるミクロ変形機構には変化がなかったことが、加工硬化挙動が照射前後で変化しなかった原因であると考えられた。
関尾 佳弘; 山下 真一郎; 吉武 庸光; 西野入 賢治; 高橋 平七郎
no journal, ,
原子炉炉心材料(オーステナイト系ステンレス鋼)では、照射欠陥集合体の蓄積の結果として、ボイドスエリングや照射硬化が起こることが一般的に知られているが、これらの現象を引き起こす転位やボイドの形成過程がどのような微細組織因子(シンクの種類等)の影響を受けているかなどについては十分に明らかにされていない。このようなことから、本研究ではオーステナイト系ステンレス鋼における粒界近傍での照射欠陥集合体、特にボイド組織の蓄積過程を明らかにするために、3元系モデル合金Fe-15Cr-15Ni及びPNC316を用いて、「常陽」で中性子照射を行い、照射後微細組織観察からボイド組織の蓄積過程と粒界構造との関係性の評価を行った。その結果、整合性の低いランダム粒界近傍にはボイド欠乏帯が生じ、整合性の高い対応粒界近傍には生じないことが示され、粒界近傍のボイド組織の蓄積過程が粒界構造の違いによって変化することが明らかになった。また、両鋼種のボイド欠乏帯の評価から、PNC316におけるスエリング潜伏期間は、空格子濃度及び拡散係数の減少に起因していることが示された。
市川 正一; 勝山 幸三; 前田 宏治; 西野入 賢治; 上羽 智之; 小山 真一
no journal, ,
「もんじゅ」高度化炉心及び実証炉のBDI挙動評価を資するため、太径ピン仕様の炉外バンドル圧縮試験を実施する。
三輪 周平; 石見 明洋; 田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 大林 弘; 小山 真一; 勝山 幸三; 西野入 賢治; 逢坂 正彦; et al.
no journal, ,
シビアアクシデント時のソースターム評価における精度向上に資するために、化学形評価に着目した核分裂生成物の移行挙動評価を行うことを目的とした実験研究を展開する。
