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横山 賢一*; 村田 佑介*; 椎森 芳恵*; 酒井 潤一*; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*
腐食防食協会第58回材料と環境討論会講演集, p.11 - 12, 2011/09
使用済核燃料再処理施設で用いられる純Ti、及びTi-5Taについて、水素ぜい化特性を引張試験と、定荷重試験によって評価した。両材料とも、室温付近の水素吸収は試料表面に水素化物を生成するだけで、試料内部への影響は少ないと考えられるが、定荷重試験では弾性範囲域の応力負荷であってもき裂が発生し伝播することを示した。また、Ti-5Ta合金は、純Tiに比べるとき裂の発生と伝播が遅いため水素ぜい化特性に優れることが示唆された。
椎森 芳恵*; 酒井 潤一*; 横山 賢一*; 本岡 隆文; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*
腐食防食協会第58回材料と環境討論会講演集, p.13 - 14, 2011/09
再処理環境下では水溶液の放射線分解によって水素が発生するが、発生水素量とチタン及びチタン合金の水素吸収量との対応は明らかではない。本研究では、カソードチャージ法によりチタン材に水素添加するとともに、放射線照射による発生水素をチタン材に水素添加することで、発生水素量と水素吸収量の対応の比較検討を行った。放射線照射によって発生した水素のごく一部がチタン材に吸収されることを明らかにした。水素吸収率の差異は金属表面における水素濃度の違いによって生じることが示唆された。
居田 克巳*; 坂本 宜照; 吉沼 幹朗*; 竹永 秀信; 永岡 賢一*; 林 伸彦; 大山 直幸; 長壁 正樹*; 横山 雅之*; 舟場 久芳*; et al.
Nuclear Fusion, 49(9), p.095024_1 - 095024_9, 2009/09
被引用回数：29 パーセンタイル：72.01(Physics, Fluids & Plasmas)LHDヘリオトロン装置とJT-60Uトカマク装置におけるイオン系内部輸送障壁形成と不純物輸送のダイナミックスの比較について分析した。特に、両装置においてイオン温度等を測定する荷電交換分光装置の高性能化が行われ、次のような新しい知見を得ることができた。まず、内部輸送障壁の形成位置について、JT-60Uでは形成位置が外側へ拡大しつつ局在化するが、LHDではターゲットプラズマに依存して内側あるいは外側に移動する。また、不純物輸送に関しては、JT-60Uでは内向きの対流があるのに対して、LHDでは外向きの対流によって不純物ホールが形成されることを明らかにした。LHDにおいて観測された外向きの対流は、新古典理論の予想と相反しており、今後さらなる分析を行う予定である。
石島 暖大; 本岡 隆文; 上野 文義; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 酒井 潤一*; 横山 賢一*; 多田 英司*; 水流 徹*; 野島 康夫*; et al.
no journal, ,
チタン及びTi-5mass%Taは耐硝酸性に優れるため、使用済核燃料再処理施設で使用されているが、放射線分解水素吸収による水素脆化が懸念される。本研究では硝酸中における、チタン及びTi-5%Taの水素吸収及び水素脆化特性を評価するため、カソードチャージ法及びカソードチャージ下におけるSSRTを実施した。その結果、水素化物は金属表面に生成するが、金属内部に成長し難いことが明らかとなった。また、SSRTにおいてチタン及びTi-5%Taは脆化感受性を示さなかった。これらの結果は、チタン及びTi-5%Ta製機器は放射線分解水素を吸収できるが、表面の水素化物に阻害され内部に拡散しないことを示唆すると考えられる。また、表面だけに水素化物が生成するため、チタン及びTi-5%Taは硝酸中にて水素脆化感受性を示し難いものと考えられる。
村尾 泰輔*; 酒井 潤一*; 城戸 修*; 横山 賢一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
純Zrにカソード電解水素チャージを行うと、試料表面でブリスターを形成し剥離することがある。再処理機器の爆着異材継手にZrは使用されているため、このような剥離は異材継ぎ手性能の劣化を引き起こすと懸念される。本研究では剥離挙動を明らかにするため、カソード水素チャージしながら純Zr表面の剥離挙動のその場観察を行い剥離と組織との関係を調べた。その結果、水素チャージ開始直後から直径2
m以下のブリスターが全面で観察され、その大きさは時間とともに増加した。ブリスターの発生箇所をEBSDで調査した結果、結晶粒界において多くが発生していることが明らかになった。
永友 洸希*; 横山 賢一*; 酒井 潤一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
水素吸収により純Zr試料表面のブリスター生成から剥離までの挙動についての研究が近年行われているが、一方で定荷重負荷下においては、純Ti表面では負荷応力の影響で水素脆化挙動が変化することなどから、純Zr表面の脆化挙動が変化する可能性がある。そこで本研究では、水素チャージによる純Zrの試料表面の剥離挙動に及ぼす定荷重及び定ひずみの影響を調べ、純Tiの脆化挙動と比較検討を行った。その結果、弾性域における純Zrの定荷重及び定ひずみ試験においては、純Tiのそれらと同様に水素吸収量はほとんど変化しない一方、応力の増加と共に表面剥離面積が減少した。また、塑性域における定荷重及び定ひずみ試験においては、水素吸収量が急激に増加し、試料表面の剥離面積が顕著に増加した。
金田 智寛*; 横山 賢一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
使用済核燃料再処理施設では、異種金属の機器を接続するためステンレス/タンタル(Ta)/ジルコニウム(Zr)の異材接合継ぎ手が使われている。これらの材料の内、TaとZrは水素ぜい化を生じやすい事が知られている。一方、接合部ではTaとZrは合金化しており、どちらの水素ぜい化特性に強く影響されるか明らかでは無い。そこで本研究では、Ta-Zr合金の水素ぜい化挙動を明らかにすることを目的とし、0.9%NaCl水溶液中で電気化学的手法により水素を吸収させたTa-50at%Zr合金について吸収された水素の状態、合金の機械的特性の変化、および破壊挙動を検討した。X線回折により水素吸収後合金中にZr水素化物が生成していることが確認された。また、Ta-Zr合金は引張試験で水素吸収による延性低下は示さなかった。一方で、引張試験後の電子顕微鏡観察により試験片表面ではZr水素化物に起因するぜい性割れが観察された。これは、表面でZrに水素が優先的に吸収され、内部まで水素が到達難にくいことを示すものであると考えられる。また、Ta-Zr合金はZrの水素ぜい化特性により強い影響を受けることを示唆すると考えられる。
金田 智寛*; 横山 賢一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
使用済核燃料再処理施設では、異種金属の機器を接続するためステンレス/タンタル(Ta)/ジルコニウム(Zr)の異材接合継ぎ手が使われている。これらの材料の内、TaとZrは水素ぜい化を生じやすい事が知られている。一方、接合部ではTaとZrは合金化しており、どちらの水素ぜい化特性に強く影響されるか明らかでは無い。そこで本研究では、Ta-Zr合金の水素ぜい化挙動を明らかにすることを目的とし、0.9%NaCl水溶液中で電気化学的手法により水素を吸収させたTa-50at%Zr合金について吸収された水素の状態、合金の機械的特性の変化、および破壊挙動を検討した。X線回折により水素吸収後合金中にZr水素化物が生成していることが確認された。また、Ta-Zr合金は引張試験で水素吸収による延性低下は示さなかった。一方で、引張試験後の電子顕微鏡観察により試験片表面ではZr水素化物に起因するぜい性割れが観察された。これは、表面でZrに水素が優先的に吸収され、内部まで水素が到達難にくいことを示すものであると考えられる。また、Ta-Zr合金はZrの水素ぜい化特性により強い影響を受けることを示唆すると考えられる。
金田 智寛*; 横山 賢一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
使用済核燃料再処理施設では、異種金属の機器を接続するためステンレス/タンタル(Ta)/ジルコニウム(Zr)の異材接合継ぎ手が使われている。これらの材料の内、Taは水素を吸収することで機械的特性が変化することが知られている。一方で、Ta中の水素の存在状態の検討に必要な放出挙動を検討した例は少ない。そこで本研究では、表面皮膜の生成状況によるTaの水素放出挙動を明らかにすることを目的とし、0.9%NaC中で水素チャージを行ったTaについて、空気、アルゴンおよび超高真空中での水素放出挙動を検討した。その結果、空気中では600
C、アルゴン中では400C、超高真空中では300Cから水素の放出が開始した。大気中で測定した後の試料表面は白色のTa酸化物に覆われており、これを研磨除去後アルゴン中で水素放出挙動を評価した結果500Cから水素表出がみられた。以上の結果は、Ta表面に生成した酸化皮膜は水素放出を抑制するため、Ta中の水素の存在状態と熱時効との関係を考察する場合、この影響を考慮し検討する必要があることを示すものである。
中鉢 海斗*; 横山 賢一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
使用済核燃料再処理施設で採用されているZr/Ta/SUS爆着接合継手について、水素ぜい化挙動に及ぼす熱時効の影響を特に水素の影響を受けやすいと考えられるZr/Ta接合界面部について検討を行った。その結果、Ta部の水素濃度が約20ppmを超えるとZr/Ta界面において脆性的な破断が生じること、そのような水素濃度の試料について300Cで1000時間の熱時効によりTa部の水素濃度が約10ppm以下になると延性が回復する一方、200C以下の時効では水素濃度は顕著に低下せず延性も回復しないことが明らかになった。以上の結果は、Ta/Zr界面のTa部における水素濃度が爆着継手の水素ぜい化挙動に影響を与えるとともに、熱時効により水素の存在状態が変化する事を示唆するものであると考えられる。
中鉢 海斗*; 横山 賢一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
Taについて水素ぜい化に対するひずみおよび熱時効の影響を検討するため、冷間圧延したTaについて水素添加を行い時効した後に引張試験および内部摩擦測定を実施した。その結果、内部摩擦は冷間圧延により増加した。また水素添加でさらに内部摩擦は増加した。しかし、これらの試料は時効すると内部摩擦が低下した。これらの結果は、時効により欠陥の消滅,再配列、あるいは水素の存在状態変化を生じることを示唆すると考えられる。また水素添加した冷間圧延材を熱時効すると延性の低下が示されたことから、熱時効による水素および欠陥の状態変化が機械的特性へ影響を与えることが示唆されると考えられる。
Wen, J.*; 鎌田 悠斗*; 横山 貢成*; 松元 達也*; Liu, W.*; 守田 幸路*; 今泉 悠也; 田上 浩孝; 松場 賢一; 神山 健司
no journal, ,
An Experimental investigation on the heat transfer behavior of spherical particle bed with volumetric heating was carried out to verify the newly embedded momentum exchange function (MXF) models in SIMMER-IV code. The experimental apparatus consists of a particle bed immersed in water and a water pool above it, which simulate disrupted solid fuel and molten steel, respectively. Correspondent SIMMER-IV model was built to verify the newly embedded MXF models compared to the experiments. The results show that Syamlal's model has better consistency of experiments than other models under the current experimental conditions.
