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論文

Fracture toughness evaluation of reactor pressure vessel steels by master curve method using miniature compact tension specimens

飛田 徹; 西山 裕孝; 大津 拓与; 宇田川 誠; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄

Journal of Pressure Vessel Technology, 137(5), p.051405_1 - 051405_8, 2015/10

https://doi.org/10.1115/1.4029428
 被引用回数：14 パーセンタイル：54.16(Engineering, Mechanical)

ミニチュアコンパクトテンション(0.16T-CT)試験片のマスターカーブ法による破壊靭性評価への適用性を明らかにするため、0.16インチから1インチまでの板厚・形状の異なる数種類の試験片(0.16T-CT, PCCv, 0.4T-CT, 1T-CT)を用いて破壊靱性試験を行った。不純物含有量、靱性レベルが異なる5種類の原子炉圧力容器鋼に対して、0.16T-CTを用いて評価した破壊靱性参照温度($$T_{o}$$)は、1T-CTその他板厚の試験片と良い一致を示した。また、1インチ相当に補正した0.16T-CT試験片の破壊靭性値のばらつきの大きさ及び負荷速度依存性も同等であった。さらに、0.16T-CT試験片を用いて$$T_{o}$$を評価する場合の最適な試験温度に関し、シャルピー遷移温度を元にした設定法について提案を行った。

論文

Effect of neutron irradiation on the mechanical properties of weld overlay cladding for reactor pressure vessel

飛田 徹; 宇田川 誠; 知見 康弘; 西山 裕孝; 鬼沢 邦雄

Journal of Nuclear Materials, 452(1-3), p.61 - 68, 2014/09

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.04.035
 被引用回数：10 パーセンタイル：60.73(Materials Science, Multidisciplinary)

原子炉圧力容器の内面には、母材の耐食性を確保するため厚さが約5mmのステンレス鋼で肉盛溶接(ステンレスオーバーレイクラッド、以下、クラッドと呼ぶ。)が施工されている。加圧熱衝撃事象時の健全性評価においては、原子炉圧力容器内面の母材または溶接金属に表面き裂を想定し、脆性破壊の発生を判定する。健全性評価の精緻化のためにクラッド部を含めた評価を検討するには、中性子照射後のクラッドの機械的特性を把握する必要がある。本研究では、クラッド材を用いて高照射量領域まで中性子照射試験を行い、破壊靱性値等の機械的性質の変化について評価を行った。クラッド材の降伏応力と引張強さは中性子照射により増加し、シャルピー遷移温度は上昇した。中性子照射による弾塑性破壊靱性値の低下は少ないことを明らかにした。

論文

Fracture toughness evaluation of reactor pressure vessel steels by master curve method using Mini-CT specimens

飛田 徹; 西山 裕孝; 大津 拓与; 宇田川 誠; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄

Proceedings of 2013 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2013) (DVD-ROM), 8 Pages, 2013/07

https://doi.org/10.1115/PVP2013-97897

不純物含有量,靱性レベルが異なる5種類のA533B class1鋼について、0.16インチから1インチまでの板厚・形状の異なる数種類の試験片(0.16T-CT, PCCv, 0.4T-CT, 1T-CT)を用いて、マスターカーブ法による破壊靱性試験を行った。0.16T-CTは監視試験片の破断片から8個まで採取することができる超小型の試験片である。すべての材料について、0.16TCTを用いても1TCTその他板厚の試験片と同等の破壊靱性参照温度Toを評価することができた。また負荷速度が速いとToが高くなる傾向が見られたが、規格の負荷速度上限及び下限におけるToの差は10度程度であった。

論文

Mechanism of thermal decomposition of peroxide radicals formed in polytetrafluoroethylene by $$gamma$$-ray irradiation

萩原 幸; 田川 徹*; 雨宮 英夫*; 荒木 邦夫; 篠原 功*; 鍵谷 勤*

Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 14(9), p.2167 - 2172, 1976/09

$$gamma$$線を照射して得られるポリテトラフルオルエチレンの側鎖切断(I)あるいは主鎖切断(II)型過酸化ラジカルの熱分解反応を、紫外線分解の場合と比較しつつ検討した。特に副生するCO$$_{2}$$,CO,CF$$_{2}$$O等の含酸素気体成分を質量分析法により追跡した。(I),(II)ともに熱分解ではCO$$_{2}$$の生成が最大であった。一方、紫外線分解では、(I)の場合にCOが最大であった。さらに、過酸化ラジカルの酸素を$$^{1}$$$$^{8}$$O$$_{2}$$とした場合、生成するCO$$_{2}$$は主として、C$$^{1}$$$$^{8}$$O$$^{1}$$$$^{6}$$Oであること、COはC$$^{1}$$$$^{8}$$Oであることがわかった。以上の結果、および、微量のH$$_{2}$$$$^{1}$$$$^{6}$$Oが反応系に残存している事実を考慮して、過酸化ラジカルが主鎖のC-C結合に挿入する過程からなる新しい分解反応機構を提示した。

論文

ポリテトラフルオルエチレンの放射線崩壊反応に及ぼすハロゲン置換メタンの加速効果

萩原 幸; 田川 徹*; 土田 英俊*; 篠原 功*; 鍵谷 勤*

高分子論文集, 31(5), p.336 - 340, 1974/05

https://doi.org/10.1295/koron.31.336

ポリテトラフルオルエチレン(PTFE)に$$gamma$$線を照射すると、その引張り強度および伸びは線量とともに急激に低下する。この強度低下は空気中照射もしくは照射後の加熱によって一層顕著となる。さらに、この崩壊反応は高温で、とくに、ハロゲン置換メタンを共存させると効果的に起ることを見いだした。生成気体の分析から、空気中における崩壊反応はCOおよびCO$$_{2}$$の発生をともなっており。一方、CCl$$_{4}$$を添加した場合にはCF$$_{2}$$Cl$$_{2}$$およびCFCl$$_{3}$$が生成し、CHCl$$_{3}$$を添加するとCF$$_{2}$$Cl$$_{2}$$,CHF$$_{2}$$Cl,CFCl$$_{3}$$,CHFCl$$_{2}$$,CH$$_{2}$$Cl$$_{2}$$などが生成することがわかった。以上の結果に基づきハロゲン置換メタンによる崩壊促進機構をラジカル連鎖反応によって説明した。

論文

Radiation-induced crosslinking of polyethylene in the presence of various acetylenic compounds

萩原 幸; 田川 徹*; 土田 英俊*; 篠原 功*; 鍵谷 勤*

Journal of Polymer Science; Polymer Letters Edition, 11(10), p.613 - 617, 1973/10

ポリエチレンの$$gamma$$線橋かけ反応を0.2mmのフィルムに成型した試料を用いて、真空中、アセチレン、C$$_{3}$$~C$$_{5}$$の高級誘導体、またはそれらとテトラフルオロエチレン(TFE)の混合物の存在下で行なった。その結果、橋かけ反応はアセチレン-TFE、アセチレン、トリフルオロメチルアセチレン、パーフルオロブチン-2-TFE、パーフルオロブチン-2,メチルアセチレン、ブチン-1-TFE、ブチン-1、ペンチン-1-TFE、ペンチン-1、ペンチン-2-TFE、ペンチン-2を添加すると逆に抑制される(G(橋かけ)=0.58~0.12)。されに、これに対して連鎖的橋かけ機構を提出し、これに対して素反応の活性化エネルギー論的考察を行なった。

論文

Radiation-induced cross-linking of polyethylene in the presence of various acetylenic compounds

萩原 幸; 田川 徹*; 土田 英俊*; 篠原 功*; 鍵谷 勤*

J.Macromol.Sci.,Part A, 7(8), p.1591 - 1609, 1973/08

ポリエチレンの放射線橋かけ反応を真空中、アセチレンC$$_{3}$$~C$$_{5}$$の高級誘導体およびそれらとテトラフルオルエチレン(TFE)の存在下に行なった。その結果、真空中照射ではポリエチレンの重量が減少するが、添加剤が存在すると逆に重量増加が見られた。また、反応物の赤外線スペクトルから、とくにC$$_{3}$$~C$$_{5}$$の高級誘導体存在下では$$gamma$$線照射によってトランスビニレンが増加し、一方アセチレン中では末端ビニル基が増加することが明らかになった。これらの二重結合の生成はTFEを添加することにより抑制された。橋かけ反応はアセチレン-TFE,アセチレン,トリフルオルメチルアセチレン,パーフルオルブチン-2,パーフルオルブチン-2-TFEおよびメチルアセチレン-TFEの存在によって促進されるが、他の高級誘導体やTFEとの混合系では逆に抑制されることを明らかにした。以上の結果に基づき、連鎖的橋かけ機構を提出し、素反応の活性化エネルギー論的立場から考察を行なった。

口頭

マスターカーブ法による原子炉圧力容器鋼の破壊靱性評価,破壊靭性に及ぼす試験片寸法の影響

飛田 徹; 西山 裕孝; 大津 拓与; 宇田川 誠; 鬼沢 邦雄

no journal, , 

不純物含有量が異なる5種類の原子炉圧力容器鋼について、0.16インチ厚さCT試験片(0.16TCT)と、0.4TCT及び1TCT型試験片を用いて、マスターカーブ法により破壊靭性試験を行った。すべての材料について、最小寸法の0.16TCT試験片でも有効なマスターカーブが得られ、より大きな0.4TCT及び1TCTとおおむね等しい破壊靱性参照温度(To)を評価することができた。傾向としては、試験片寸法が小さくなるほど低いToを示したが、その差は材料によって異なっていた。0.16TCTから求めたマスターカーブと4TCTを用いて求めた平面ひずみ破壊靱性を比較すると、0.16TCTのデータ点の下限はおおむね1%信頼限界曲線で包絡することができたが、平面ひずみ破壊靱性の下限は0.1%信頼限界曲線付近に位置していた。

口頭

軽水炉原子炉圧力容器の健全性評価高度化に関する研究

飛田 徹; 宇田川 誠; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄; 西山 裕孝

no journal, , 

https://www.jaea.go.jp/04/anzen/archives_seikahoukoku/h24/H24PosterStructural.pdf

安全上重要な原子炉圧力容器等については、照射脆化や応力腐食割れ等の経年劣化を評価・予測し、将来に渡って健全性を維持できることを確認することとなっている。そのため、経年劣化予測及び評価手法の精度向上は重要な課題である。われわれは、これらの課題に対応するため、原子炉圧力容器を対象として、その破壊靭性評価手法や確率論的破壊力学(PFM)解析手法に基づく破損確率評価手法の高度化に関する研究を実施している。破壊靱性評価手法の高度化に関しては、さまざまな靱性レベルの鋼材について、監視試験片から採取可能な微小試験片を用いて、十分な精度で破壊靱性の温度依存性を評価できることを明らかにした。また、原子炉圧力容器上蓋貫通部のPWSCCを対象に、Ni基合金異材溶接部に対するPFM解析コードPASCAL-NPを開発した。本解析コードにより実機損傷事例を対象として行った破損確率解析の結果は、検査結果とおおむね一致した。本ポスターでは、これらの研究成果の概要を紹介する。

口頭

中性子照射された原子炉圧力容器ステンレスオーバーレイクラッドの破壊靭性評価

飛田 徹; 宇田川 誠; 西山 裕孝; 鬼沢 邦雄

no journal, , 

軽水炉圧力容器の内面には、母材の耐食性を確保するため厚さが約5mmのステンレス鋼で肉盛溶接(ステンレスオーバーレイクラッド、以下、クラッドと呼ぶ。)が施工されている。国内の加圧熱衝撃事象の健全性評価においては、母材あるいは溶接金属に深さ10mmの欠陥を想定するが、クラッドの破壊は考慮されていない。しかし、仏国ではクラッドの破壊を考慮した評価が行われようとしており、クラッドの破壊靭性値に及ぼす中性子照射の影響を把握する必要がある。本報では、サブマージアーク溶接によって製作したクラッド材について、中性子照射による弾塑性破壊靱性値の変化について報告する。クラッド材から採取した0.4インチ厚コンパクトテンション型の試験片を用いて、290$$^{circ}$$Cにて約1.1$$times$$10$$^{20}$$n/cm$$^{2}$$までの中性子照射を行った。ASTM規格に従い-50$$^{circ}$$Cから+270$$^{circ}$$Cの範囲において破壊靱性試験を行った。高照射量の中性子照射による破壊靱性値(J$$_{IC}$$)の低下は少ないという結果が得られた。

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