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報告書

平成16年度幌延技術検討会議報告; 第1回$$sim$$第4回(業務報告)

白戸 伸明*; 松井 裕哉; 森岡 宏之; 畑中 耕一郎; 竹内 竜史; 畠山 信也; 大原 英史; 中島 崇裕; 國友 孝洋

JNC TN5440 2005-001, 412 Pages, 2005/06

JNC-TN5440-2005-001.pdf:20.87MB

地層処分技術に関する研究開発にかかわる事業所間の連携強化を目的として、平成16年度は全4回の幌延技術検討会議を行った。第1回は幌延地下施設実施設計などについて行った。第2回は幌延の地質、水理、地球化学および安全評価手法の検討などについて行った。第3回は地下施設設計における通気網解析について行った。第4回はACROSSを用いた遠隔監視システムについて行った。この報告は、上記会議の内容についてまとめたものである。

論文

Development of Nano-composite 9Cr-ODS Martensitic Steels by means of $$alpha$$to$$gamma$$ Phase Transformation

皆藤 威二; 鵜飼 重治; 畠山 耕一; 藤原 優行

International Symposium on Material Chemistry in Nuclear Environment(MC02), 0 Pages, 2002/00

9Cr-ODSマルテンサイト鋼は非常に硬く、難加工性であり、また圧延方向に結晶組織が伸びるため強度に異方性がる。これらを改善するために、冷間加工途中の軟化処理(炉冷)を施すとともに、最終状態で$$alpha$$/$$gamma$$変態を用いることで等軸の結晶組織を得ることに成功した。さらに、マトリックス中にナノスケ-ルの酸化物を均一に分散させることにより、高強度フェライト-マルテンサイト鋼(PNC-FMS)を凌ぐ高温強度を達成することに成功した。

報告書

代替溶接法によるODS鋼被覆管/端栓接合部の強度評価

畠山 耕一; 水田 俊治; 藤原 優行; 鵜飼 重治

JNC TN9400 2001-110, 87 Pages, 2001/12

JNC-TN9400-2001-110.pdf:9.35MB

ODS鋼被覆管の高燃焼度燃料への適用性を早急に見極めることを目的として、ロシアの高速炉(BOR-60)を用いた照射試験を計画している。 この場合のODS鋼被覆管と端栓の溶接は、ロシアにおいて適用可能なTIG溶接あるいはレーザー溶接が行われる計画である。本報告では、ODS鋼被覆管の端栓接合方法として、TIG溶接法、レーザー溶接法に加え、電子ビーム溶接法、ろう付拡散接合法3種(金ろう、パラジウムろう、ニッケルろう)の適用性を評価した。さらに、レーザー溶接法とTIG溶接法については、曲げ、内圧クリープ破断試験を行った。本研究で得られた主な結果は以下の通りである。 (1)溶接法の中では、エネルギー密度の最も高いレーザー溶接試験片が優れた引張強度(母材強度の90%以上)を示した。 (2)ろう材では、ニッケルろう付が最も優れた強度(母材強度の84%以上)を示し、次いで金ろう付け、パラジウムろう付の順であった。 (3)曲げ試験では、レーザー、 TIG溶接試験片とも曲げ角度50$$^{circ}$$Cで溶接部周方向にき裂が発生した。 (4)700$$^{circ}C$$における内圧クリープ破断試験では、レーザー、TIG溶接試験片とも高応力側では母材部破断であったが、低応力側では溶接部破断となった。溶接法の中ではレーザー溶接、ろう付法の中ではニッケルろうの適用性が最も高い。

報告書

ODSフェライト鋼の設計評価用物性式の策定

畠山 耕一; 鵜飼 重治

JNC TN9400 2001-108, 31 Pages, 2001/12

JNC-TN9400-2001-108.pdf:0.63MB

酸化物分散強化型(Oxide Pispersion Strengthened : ODS)フェライト鋼は、優れた耐スエリング特性と高いクリープ強度が期待されることから、将来の高速炉用燃料被覆管材料として有望視されている。本研究では、サイクル機構にて試作したODSフェライト鋼被覆管及び被覆管相当丸棒を用い、ODSフェライト鋼の機械的・物理的性質を把握するために、下記項目についての物性値測定試験を実施し、設計評価用物性式として策定した。・密度、・比熱、・熱伝導率、・平均熱膨張率、・ヤング率、・ポアソン比、・変態点

報告書

PNC-FMS鋼ラッパ管/SUS316鋼の異材溶接技術開発(II); 実機サイズラッパ管の溶接試験評価

畠山 耕一; 藤原 優行; 鵜飼 重治

JNC TN9400 2001-082, 79 Pages, 2001/08

JNC-TN9400-2001-082.pdf:9.26MB

オーステナイト鋼に比べて耐スエリング性が格段に優れている高強度フェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS鋼)ラッパ管を「常陽」「もんじゅ」に適用する場合は、ラッパ管上下部材(ハンドリングヘッド、エントランスノズル)を構成するオーステナイト系ステンレス鋼との異材溶接が必要となる。異材溶接部では$$delta$$フェライト相が生成し、生成した$$delta$$フェライトによる靭性の低下が懸念される。本研究では、溶接部の熱処理による$$delta$$フェライトの消失を検討し、熱処理条件を決定した。この方法は、ラッパ管製造メーカーでSUS316短尺ラッパ管との溶接接合が必要であるため、溶接継手構造を有するラッパ管製造の可能性・成立性について検討した。得られた結果は次のとおりである。 (1)溶接により生成した$$delta$$フェライト相は、溶接後熱処理として1050$$^{circ}C$$X10min以上の焼きならし処理を行うことで消失する。 (2)寸法仕様を満足し実用化の可能性が最も高い工程として、下記工程を選定した。PNC-FMS鋼とSUS316の丸管をTIG溶接$$rightarrow$$後熱処理$$rightarrow$$六角管に抽伸$$rightarrow$$焼きならし・焼戻し熱処理$$rightarrow$$寸法調整抽伸加工 (3)試作したラッパ管の異材溶接部について組織及び機械的性質を調査した結果、良好な継手性能を示すことを確認した。

報告書

PNC-FMS鋼ラッパ管/SUS316鋼の異材溶接技術開発(I)-$$delta$$フェライト生成量調査および衝撃特性評価-

畠山 耕一; 水田 俊治; 鵜飼 重治

JNC TN9400 2000-104, 132 Pages, 2000/10

JNC-TN9400-2000-104.pdf:10.02MB

PNC-FMS鋼は、オーステナイト鋼に比べ格段に耐スエリング性に優れることから実用化段階の燃料集合体ラッパ管部材への適用を目指して開発を行っている。フェライト・マルテンサイト鋼であるPNC-FMS鋼は、SUS316鋼製の集合体上下部構造部材との異材溶接部位において$$delta$$フェライト相が生成する可能性があり、生成した$$delta$$フェライトによる靭性の低下が懸念される。本研究では、PNC-FMS鋼の成分範囲内で$$delta$$フェライト量が最大、最小、中間である母材3種類を用いて、TIG溶接、EB溶接を適用した場合の$$delta$$フェライトの生成量を調査した。また、$$delta$$フェライト相の生成量と熱時効に伴う靭性特性の変化について評価し、以下の結果を得た。(1)$$delta$$フェライト相の生成は、成分組成と溶接方法の組み合わせで抑制できる。つまり、1)成分中央材の場合は、EB溶接を行うことで$$delta$$フェライトの生成量を約1%に抑制できる。2)成分範囲内でNi当量最大/Cr当量最小の場合は、TIG溶接、EB溶接何れにおいても$$delta$$フェライトの生成成を完全に抑制できる。(2)$$delta$$フェライト量とシャルピー衝撃値の関係について調査し、下記事項を確認した。1)$$delta$$フェライト量が増加すると延性脆性遷移温度(Ductile Brittle Transition Temperature:DBTT)は上昇する。2)時効によるDBTTの上昇は、最大でも23$$^{circ}C$$であった。3)DBTTは、結晶粒度の影響を受け、細粒(粒度番号11)であればDBTTは低い。4)上部棚エネルギー(Upper Shelf Energy:USE)は、$$delta$$フェライト量に依存しない。

口頭

Electric quadrupole moment measurement using a new RF-application system

長江 大輔; 竹村 真*; 上野 秀樹*; 亀田 大輔*; 旭 耕一郎*; 吉見 彰洋*; 杉本 崇*; 長友 傑*; 小林 義男*; 内田 誠*; et al.

no journal, , 

電気四重極モーメント($$Q$$モーメント)は原子核の電荷分布に敏感な物理量で、これを測定することによって核の形が球形からどれだけ変形したかがわかる。不安定核の$$Q$$モーメント測定には$$beta$$-detected nuclear-quadrupole resonance法を用いた。$$Q$$モーメント測定では電気四重極相互作用によって$$2I$$個($$I$$は核スピン)に分離した共鳴周波数を印加しなくてはならない。この$$2I$$個の周波数を印加する方法は2つある。一つは$$2I$$個の周波数を順次印加する方法(時系列法)で一つのRFに対して十分なパワーを供給できるため、スピン反転で有利となる。もう一つは$$2I$$個の周波数を同時に印加する方法(混合周波数法)でRF印加時間が短くできるため、短寿命の原子核に対して有効である。われわれはこの二つの印加方法を一つの装置で行えるようなシステムを新たに構築した。システム評価のため、機知である$$^{12}$$Bの$$Q$$モーメントを二つの印加方法で測定し、どちらでもスピン反転に成功した。このシステムを使って、未知の$$^{31, 32}$$Alの$$Q$$モーメント測定を行い、それぞれ$$|Q(^{31}{rm Al})|=104(9)$$$$e$$$$cdot$$mb and $$|Q(^{32}{rm Al})|=24(2)$$$$e$$$$cdot$$mbを得た。

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