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論文

Measurements of electron-induced neutrons as a tool for determination of electron temperature of fast electrons in the task of optimization laser-produced plasma ions acceleration

榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 小倉 浩一; 深見 智代; 松川 兼也*; et al.

Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02A705_1 - 02A705_4, 2014/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:11.31(Instruments & Instrumentation)

高強度レーザーとプラズマの相互作用によるイオン発生において、電子特性の計測は不可欠である。そのため、様々な計測手法が提案されているが、今回我々は、光核中性子反応による中性子を計測することで、精度よく電子特性の計測を行う新規性の高い手法を提案する。この手法は、イオン加速エネルギー計測と共にピークパワー1$$times$$10$$^{21}$$W/cm$$^{2}$$のJ-KARENレーザーによって実証された。イオン加速エネルギーと本手法による計測結果は極めて相関をもつことがわかり、改良を重ねて行けば非常に良い計測器になり得ることがわかった。

論文

Development of an extensive database of mechanical and physical properties for reduced-activation martensitic steel F82H

實川 資朗; 田村 学*; Van der Schaaf, B.*; Klueh, R. L.*; Alamo, A.*; Petersen, C.*; Schirra, M.*; Spaetig, P.*; Odette, G. R.*; Tavassoli, A. A.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part1), p.179 - 186, 2002/12

 被引用回数:157 パーセンタイル:99.28(Materials Science, Multidisciplinary)

低放射化フェライト/マルテンサイト鋼は照射下寸法安定性に優れ、また大きな投資無しで低放射化したコンポーネントを製造するに適する。このため、材料の開発及びこれを用いた炉設計研究が進められている。これまでIEAの低放射化フェライト/マルテンサイト鋼開発国際協力で、原研とNKKが開発した低放射化マルテンサイト鋼F82Hを標準材料としたラウンドロビン試験等が、EU,米国等の協力を受けて進めてきた。ここではF82Hについて、合金設計の考え方,熱物理的特性等の物性,照射前後の強度特性及びミクロ組織の評価結果,さらにこれらのデータベース化について報告する。ラウンドロビン試験等では、評価項目として、例えば強度特性について、引張,破壊靭性,衝撃,クリープ,疲労等といった、合金挙動を包括的に評価できる項目を選び、F82Hを代表とする低放射化マルテンサイト鋼の利用可能性について検討を加えた。その結果、F82Hのクリープ強度は、高温機器用材料として評価が高い9Cr-1Mo鋼と同等か優れること、また最も重要な照射挙動の一つである照射損傷による延性脆性遷移温度の上昇も他の合金と比較して小さい結果を得た。

報告書

高速実験炉「常陽」第10回定期点検報告書 電源設備定期点検時のプラント操作

舟木 功; 則次 明広; 山崎 学; 山田 守昌; 米川 満; 小林 哲彦; 田村 政昭

PNC TN9410 95-270, 414 Pages, 1995/10

PNC-TN9410-95-270.pdf:9.47MB

本報告書は、高速実験炉「常陽」第10回定期点検期間中の平成5年5月29日から30日及び平成5年8月30日から9月15日に実施した電源設備定期点検時のプラント操作、電源操作並びに経験等についてまとめたものである。今回の電源設備点検は、一般系電源設備B系(一部A系含)、非常系電源設備D系(一部C系含)及び交・直無停電電源設備について行った。これらの作業時のプラント状態は、1次・2次主冷却系にナトリウムを充填したまま炉心崩壊熱を主冷却系で除去する状態と、1次系ナトリウムをGL-8,600mmまでドレンして炉心崩壊熱除去及び予熱を予熱N2ガス系で行い、2次系についてもナトリウムを全ドレンした状態で実施した。点検前後のプラント操作及び電源操作は直員が行い、かつ、電源操作時は点検担当者が立ち会う体制で実施した。この結果、第10回電源設備定期点検は、無事予定通り終了した。

報告書

高速実験炉「常陽」第9回定期点検報告書 電源設備定期点検時のプラント操作

鹿志村 洋一; 則次 明広; 山崎 学; 安 哲徳; 舟木 功; 寺野 壽洋; 田村 政昭

PNC TN9410 95-269, 458 Pages, 1995/10

PNC-TN9410-95-269.pdf:10.14MB

本報告書は、高速実験炉「常陽」第9回定期点検期間中の平成3年10月14日から平成3年12月10日及び平成4年2月18日に実施した電源設備定期点検時のプラント操作及び経験等についてまとめたものである。今回の電源設備点検は、受電設備(常陽変電所)、一般系電源設備A系、非常系電源設備C系及び交流無停電電源設備について行った。また、直流無停電電源設備の更新、4系電源盤改造(切替回路設置)及び一部の電源盤(1C・1D-M/C、2D-P/C)の導体更新も併せて行った。これらの作業時のプラント状態は、1次・2次主冷却系にナトリウムを充填したまま炉心崩壊熱を主冷却系で除熱する状態と、ナトリウムをGL-8,600mmまでドレンして炉心崩壊熱除去及び予熱を予熱N2ガス系で行う状態で実施した。点検前後のプラント操作及び電源操作は直員が行い、かつ、電源操作時は点検担当者が立ち合う体制で実施した。この結果、第9回電源設備定期点検は、無事予定通り終了した。

報告書

高速実験炉「常陽」運転経験報告書; 1次主・補助冷却系運転実績

軽部 浩二; 山崎 学; 吉野 和章; 佐藤 聡; 河井 雅史; 田村 政昭

PNC TN9440 93-012, 83 Pages, 1993/04

PNC-TN9440-93-012.pdf:5.27MB

高速実験炉「常陽」の1次主・補助冷却系統の運転実績について報告する。主冷却系統は昭和57年1月から平成4年3月まで、補助冷却系統は昭和61年10月から平成4年3月までの運転実積は以下の通りである。1次主冷却系統とも特に大きな支障もなく、順調な運転を継続した。(1)1次主冷却系統主循環ポンプ運転時間は67675時間であり、総合運転時間は105970時間に達した。主循環ポンプの起動回数は212回である。(2)1次補助冷却系統、補助冷却系統は、ナトリウム初充嗔以降ほとんど待機状態であった。補助循環ポンプの運転時間は4767時間であり、総合運転時間は8667時間に達した。循環ポンプの自動起動回数は31回であり、これらの異常時の自動起動ではなく、全て計画的な各種試験によるものである。

論文

レベル1PSAプログラムパッケージ(PC版)の開発

渡邉 憲夫; 星野 学*; 田村 一雄*; 樋口 澄則*

第6回確率論的安全評価 (PSA)に関する国内シンポジウム論文集 (IAE-9206), p.159 - 164, 1993/01

原子力発電所の確率論的安全評価手法(PSA)においては、炉心損傷事故の発生頻度を評価するためにイベントツリー解析手法及びフォールトツリー解析手法が用いられている。しかしながら、イベントツリーやフォールトツリーの作成にあたっては、解析者による試行錯誤的な作業が要求され、かなりの労力を要する。この種の労力を軽減するために、パーソナルコンピュータ上で稼働するレベル1PSAプログラムパッケージPC-REFTの開発を進めている。PC-REFTは、対話形式によるイベントツリーやフォールトツリーの作成、ミニマルカットセットの導出、頂上事象の発生確率/事故シーケンスの発生頻度の点推定計算や不確実さ解析を行うためのプログラム群から構成される。本報では、PC-REFTの構成及び機能と、その使用例を紹介する。

論文

Alloy preparation for studying the effect of hydrogen production during neutron irradiation using $$^{54}$$Fe isotope

鈴木 雅秀; 菱沼 章道; 山ノ内 直次*; 田村 学*; A.F.Rowcliffe*

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1056 - 1059, 1992/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:41.95(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉環境下では、フェライト鋼において水素が(n,p)反応より約30atppm/dpa生成する。$$^{54}$$Fe同位元素を用いると、核分裂炉でも$$^{54}$$Feの(n,p)反応により水素生成を模擬することができる。しかしながら$$^{54}$$Feは通常大量には入手できず(~数gオーダ)、これを用いて鉄鋼材料を造ることは非常に困難である。ここでは、数gの$$^{54}$$Feを用いて、通常溶解の組成、組織と同等なフェライト鋼を作製する技術を確立した。作製されたフェライト鋼は8Cr-2WVTa鋼の低放射化鋼(F-82H)であり、Feの96%が$$^{54}$$Feで構成される。HFIRの照射により~20atppm/dpaの生成速度で水素を照射中に生じ、フェライト鋼の水素効果を調べることが可能となった。

論文

30Cr-50Ni-2Mo合金の高温クリープ抵抗に及ぼすCr相の影響

山之内 直次*; 島田 透*; 東浦 久雄*; 田村 学*; 松尾 孝*; 菊池 實*

耐熱金属材料第123委員会研究報告 29(2), p.265 - 273, 1988/00

30Cr-50Ni-2Mo合金(30%Cr-50%Ni-2%Mo-0.2%Ti-0.02%Zr-Fe)は、高温において優れた耐食性を示すだけでなく、クリープ破断強度も17-14CuMo鋼なみに高い優れた合金である。とくに、クリープ破断強度が従来の合金では大きく低下する高温長時間側において、強度の低下量は小さい。しかし、この開発合金の特徴である長時間で安定した強度を有する理由については検討が加えられていない。そこで、本研究ではこの開発合金の時効材およびクリープ試験材について系統的な組織調査を行い、組織学的な特徴を明らかにして、粒内析出b・c・c・Cr相の分散強化が有効に働いていること、高温・長時間側においてクリープ破断強度が大きくは低下しないのはCr析出相の分散状態が安定であることによることを明らかにした。

報告書

核融合炉用改良ステンレス鋼の研究開発(I)

白石 健介; 太田 定雄*; 青田 健一*; 榊原 瑞夫*; 寺西 洋志*; 小崎 明郎*; 三浦 立*; 野原 清彦*; 佐々木 晃史*; 高岡 達雄*; et al.

JAERI-M 84-189, 220 Pages, 1984/09

JAERI-M-84-189.pdf:14.7MB

核融合実験炉およびそれに続くトカマク型の核融合炉の構造材料として研究開発を進めている第一候補材料(PCA)および5種類の比較材料について、昭和56年度および昭和57年度に、鉄鋼6社への委託試験および金属材料技術研究所との共同研究として実施してきた試験研究の成果をまとめた。これらの材料の製造・加工性、基本特性は少なくとも316ステンレス鋼と同等であることが確認できた。また、高温水による応力腐食割水性に関する試験によって、PCAは水環境で使用できる構造材料として期待できることが分かった。また、PCAの溶接については、溶接棒の選定を行ない、溶接継手の基本特性に関する試験ができるようにした。

報告書

クリープ破断強さに及ぼす環境効果の解析的な評価

田村 学*; 小川 豊; 倉田 有司; 近藤 達男

JAERI-M 82-036, 18 Pages, 1982/04

JAERI-M-82-036.pdf:0.9MB

材料のクリープ特性を腐食性の環境下で評価する際にその環境との反応によって形成される変質部も構造材料の強度の一部をになうと仮定して、クリープ強さに及ぼす環境の影響を半定量的に検討した。計算式の導入において複合則と綜型損傷則を仮定した。基本的な状況設定として変質部と健全部に並列に負荷するモデルと、直列に負荷するモデルに対して評価式を求めた。インコロイ800合金が空気中の窒素を吸収して強くなる現象を並列負荷モデルの式によって説明した。直列負荷モデルは、環境効果を評価する試験で問題になる寸法効果を説明したり、異材溶接継手の強度評価に適する。一つの応用として、HTGRにヘリウム中で酸化によってひきおこされる脱フロム帯による強度低下を計算によって求め実験結果と比較した。

報告書

ハステロイXR合金の高温ガス炉ヘリウム環境における長時間クリープ破断強さの評価

田村 学*; 小川 豊; 倉田 有司; 近藤 達男

JAERI-M 82-032, 16 Pages, 1982/04

JAERI-M-82-032.pdf:0.97MB

ハステロイXR合金のクリープ変形中の酸化と浸炭を詳しく調べることによって、高温ガス炉近似のヘリウム環境における800~1000$$^{circ}$$Cのクリープ強さの検討を行なった。酸化速度はクリープ変形の進行にともなって、あまり、加速されることはない。変形量が小さいうちは、MnCr$$_{2}$$O$$_{4}$$/Cr$$_{2}$$O$$_{3}$$の保護被膜が安定なために、浸炭はほとんど起らないが、末期の加速クリープ域になって表面からのクラックを生じ始めると、著しい浸炭が起こる。著しい浸炭が起こると、クリープ破断伸びだけでなく、破断時間も低下する傾向を示す。実験結果を詳しく検討した結果、不純ヘリウム中のハステロイXR合金の破断時間は、不活性雰囲気の破断時間の約50%と見積るのが安全確保の立場に立った控目な控定であることを示した。

報告書

高温ガス炉の構造材料用の新しい鉄基耐熱合金

田村 学*; 近藤 達男

JAERI-M 82-030, 31 Pages, 1982/04

JAERI-M-82-030.pdf:1.79MB

Ni基の耐熱合金が、必ずしも、耐熱照射特性が良くないことを考えて、ハステロイ XR合金などの既存のNi基合金に匹敵するクリープ強さと不純ヘリウム中の耐食性を有する低ニッケルの鉄基合金の開発を行なった。少量のSi,Mn,Nbを添加した、12Cr12Ni-5Mo5Cu鋼は、時効によって靭性低下を示すものの、クリープ破砕強さはハステロイ XR合金を凌駕し、インコネル617合金に匹敵する。一方、不純ヘリウム中の酸化増量、浸炭量のいずれも、ハステロイ XR合金よりも少ない。鉄基合金の利点をもつこの鋼は、今後若干の修正を行なうことによって、中性子照射を受ける炉心材料にとどまらず、高温ガス炉用の汎用構造材料として、充分な資質を有すると判断した。

報告書

高温ガス炉近似ヘリウム環境におけるオーステナイト系耐熱合金の酸化と浸炭に及ぼす表面冷間加工の影響

田村 学*; 近藤 達男

JAERI-M 9948, 27 Pages, 1982/02

JAERI-M-9948.pdf:1.49MB

実機の組立または補修時に素材がグラインダまたはショット仕上などの表面冷間加工を受けることに注目して、ハステロイ-X合金の900$$sim$$1000$$^{circ}$$Cの不純ヘリウム中における腐食挙動に及ぼす表面冷間加工の影響を研究した。一般に冷間加工した材料の酸化はしばしば抑制される傾向を示すが、本研究の条件ではショット加工によって強い表面加工を与えると酸化および浸炭を著しく加速することを見出した。より加工の程度の少ないグラインダによる精密表面仕上の場合には加速現象は顕著ではなく、エメリ紙で研磨したものと同程度の酸化を示した。しかし、概して表面冷間仕上は900$$sim$$1000$$^{circ}$$CのHTGR近似の不純ヘリウム中においては程度の差こそあれ 酸化,浸炭を促進する。1000$$^{circ}$$Cにおいては加熱後の冷却中に表面冷間上仕した試料の被膜は剥離しやすくなる。表面冷間加工によって酸化挙動が影響を受ける要因としてクロムの表面への拡散が容易になるためであることはよく知られているが、本実験の場合、表面冷間加工によって導入される加工度のミクロ的な不均一性がかえって酸化,浸炭を促進したものと判断した。

口頭

Dual Phase 9Cr-ODS鋼のクリープメカニズムにおける複合効果

酒瀬川 英雄; 大塚 智史; 鵜飼 重治; 谷川 博康; 荻原 寛之*; 田村 学*; 香山 晃*; 藤原 優行*

no journal, , 

高速炉被覆管として実用化される9Cr系ODS鋼(9Cr-2W-0.2Ti-Y203)の研究開発はクリープメカニズムのモデル化に基づいた寿命予測の確立と大量生産技術の確立を行う段階にある。現在までに非常に優れたクリープ強度を達成する9Cr-ODS鋼は焼き戻しマルテンサイト相とデルタフェライト相から構成されるDual Phase鋼であり、ナノスケールの酸化物粒子がより緻密に分散したデルタフェライト相がマイクロスケールの強化相として機能を発現し複合効果を発現していることを明らかとしている。本研究はDual Phase 9Cr-ODS鋼のクリープメカニズム解明におけるデルタフェライト相による複合効果の影響を調査する。

口頭

9Cr系ODS鋼のクリープメカニズム

酒瀬川 英雄; 鵜飼 重治*; 田村 学*; 大塚 智史; 谷川 博康; 荻原 寛之; 香山 晃*; 藤原 優行

no journal, , 

従来の高温材料研究分野ではクリープ変形・破壊機構に対して「べき乗則」に基づいて説明されている。これは実験結果を綺麗に整理できるものの、あくまでも半経験的なものに過ぎず、それに物理的な解釈を加えることは困難である。また9Cr系ODS鋼の特異なクリープ変形・破壊挙動を説明できない。そこで本研究は、物理モデルに基づいた完全な理論則である指数則の拡張を詳細な組織観察による結果に基づいて試みた。具体的には指数則を複合則によって拡張した。これよりODS鋼のクリープ特性を論じるためには複合材料の理論を有効に用いることが重要であることを明らかとした。

口頭

Current status of extreme environment single crystal neutron diffractometer SENJU, and latest news from JRR-3

金子 耕士; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 川崎 卓郎; 及川 健一; 田村 格良; 山内 康弘; 花島 隆泰*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; et al.

no journal, , 

The TOF-Laue single crystal neutron diffractometer, SENJU installed at BL18 in MLF, J-PARC aims at structural studies in extreme sample environments. The instrument is equipped with 36 two-dimensional scintillation detectors arranged cylindrically around the demountable sample chamber, and one additional detector beneath the sample. The standard sample environment in SENJU is standard 4 K CCR, in which the fixed-$${chi}$$ two-axes goniometers driven by piezo-based motors are attached to the cold finger. This enables us to rotate a sample without moving the cryostat, which helps to reduce background. Since the first beam in 2012, several improvements were achieved, and the system can be steadily used in user programs. In addition to the 4 K CCR, other apparatuses including superconducting magnet were tested and used in the experiment. I will present representative data taken on SENJU, and latest news from the research reactor JRR-3.

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