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論文

Effect of hold time and frequency on the fatigue crack growth rate of irradiated cold-worked type 316 stainless steel

實川 資朗; 海野 明; 高橋 五志生; 飯田 省三; 足立 守; 鈴木 建次*; 菱沼 章道

Effects of Radiation on Materials, p.1083 - 1094, 1992/00

照射した冷間加工材の316ステンレス鋼について、疲労亀裂の成長速度に対する保持時間及び荷重の周波数の効果を評価した。照射は高速炉にて400$$^{circ}$$Cで20dpaまで行った。その結果、高温域での保持時間効果は、保持時間の0.7乗に比例し、またヘリウム量に比例することがわかった。この結果、1023Kで50秒の保持時間を与えると、照射量が20dpaの材料では亀裂成長速度が40倍近くに増加するのである。一方、荷重の周波数効果は低温度域で大きく、これは低周波数域では照射材に特徴的なチャンネル破壊現象が生じたためである。チャンネル破壊は、疲労亀裂の発生を助けるため変化が生じたのである。

論文

Swelling susceptibility of electron-beam welded austenitic stainless steels

沢井 友次; 深井 勝麿; 浜田 省三; 鈴木 建次; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 141-143, p.444 - 447, 1986/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(86)80080-0
 被引用回数：4 パーセンタイル：48.02(Materials Science, Multidisciplinary)

現実の核融合炉建設にあたっては、その第1壁構造材料に対して溶接施工は不可避である。本研究では0.08%Tiを含む316鋼及びJPCAに対して電子ビーム溶接を行い、その溶接ビード部から電子顕微鏡試料を採取して超高圧電子顕微鏡内で電子線照射を行い、また分析電子顕微鏡により凝固時の偏析状態を調べた。電子線照射による耐スウェリング性の試験では、316鋼、JPCA共に、溶接溶金部では母材に比してボイドスウェリングが著しく大であった。分析電子顕微鏡による微小領域分析の結果、溶接溶金部の凝固セル状組織のセル界面領域に溶質元素の濃縮がみられ、このため溶金部の他の領域ではスウェリング抑制元素の濃度が低下して上記スウェリング挙動を示したものと考えられる。

論文

Effect of carbon on microstructure in Ti-modified type 316 stainless steels irradiated with helium ions

鈴木 建次; 片野 吉男; 有賀 武夫; 浜田 省三; 白石 健介

Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.585 - 589, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90215-6
 被引用回数：2 パーセンタイル：37.51(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉の第一壁材料では損傷組織に及ぼすヘリウムの影響が大きな問題になっているので、炭素量を0.15wt%まで含有する改良ステンレス鋼(PCA)におけるヘリウム気泡の析出挙動と炭素量との関係について検討した。1273および1373Kで30分間保持後急冷した試料に1.0MeVのヘリウムイオンを350および1023Kで約0.1dp$$alpha$$(約2$$times$$10$$^{3}$$$$alpha$$ppm)のピーク値になるまで照射した。照射後、試料の損傷領域における組織を電子顕微鏡で観察した。1023Kでヘリウムイオン照射した炭素含有量の異なる改良ステンレス鋼における組織観察によれば、炭素含有量の増加に伴ってヘリウム気泡の直径は11nmから4nmと減少するのに反して数密度は2$$times$$10$$^{2}$$$$^{1}$$/m$$^{3}$$から4$$times$$10$$^{2}$$$$^{2}$$/m$$^{3}$$と増加する。これらの結果は炭素含有量が増加することによりヘリウム気泡の核生成が促進される結果、ヘリウム気泡の成長を抑制することを示している。

論文

Damage analysis of vanadium irradiated with 14MeV-neutrons

有賀 武夫; 片野 吉男; 鈴木 建次; 池田 裕二郎; 中村 知夫; 白石 健介

Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.667 - 670, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90232-6
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉炉物理用中性子源の14MeV中性子を室温で3.0$$times$$10$$^{1}$$$$^{9}$$/n$$^{2}$$まで照射した純バナジウム試料中の欠陥集合体の分布を電子顕微鏡で観察し第1次ノックオン原子(PKA)のエネルギー分布との関係を調べた。欠陥集合体は、孤立した3~15nmのものと70nmの大きさの領域に数個のサブカスケードに分割した大きさ5~15nmの集合体が特徴的に観察された。集合体の数密度は2$$times$$10$$^{2}$$$$^{1}$$/m$$^{3}$$であるが、個々のカスケード(1つのPKAに起因)としてはその1/2程度である。これは3$$times$$10$$^{1}$$$$^{9}$$/m$$^{2}$$まで照射したバナジウム中のPKA密度の約1/4に相当する。さらに、最も頻度高く観察された10~15nmの大きさの集合体は、2体衝突近似の格子照射損傷計算の結果から、約20KeVのPKAによるものと推定され、典型的なサブカスケードに分割した集合体は100~数百KeVのPKAに起因している。これはPKAのエネルギー分布で100~400KeVのPKAが約50%を占めることと顕著な相関を示すものと認められた。

報告書

2MVバンデグラフ加速器用小型イオン照射装置

鈴木 建次; 片野 吉男; 有賀 武夫; 白石 健介

JAERI-M 84-181, 37 Pages, 1984/10

JAERI-M-84-181.pdf:1.94MB

エネルギーの高いイオンで照射した材料における照射損傷領域の組織観察法は材料の照射損傷を研究する上で有用な手段である。組織変化に及ぼす照射量の影響を解明するために、均質かつ時間的に安定なプロフィルを有するイオンビームが必要となる。2MVバンデグラフ加速器のセンターダクトにおけるイオンビームは上述の条件を比較的容易に満し得るけれども、装置の設置に対する許容空間は少ない。このため、大型装置と同様に排気、試料の加熱およびイオン電流密度の計測などができる小型イオン照射装置を製作し、得られる照射条件の検討を行った。その結果、本照射装置は材料の照射試験に充分使用できることがわかった。

論文

核分裂片照射による酸化トリウム燃料核の格子定数変化に及ぼす結晶粒径の影響

鈴木 建次; 赤堀 光雄; 柴 是行

粉体および粉末冶金, 30(5), p.178 - 183, 1983/00

https://doi.org/10.2497/jjspm.30.178

試料表面に置いた核分裂性物質(Al-U合金箔)から熱中性子照射により生じた核分裂片で結晶粒径の異なる酸化トリウムを反跳照射し、照射後の格子定数変化に及ぼす結晶粒径の影響を検討した。核分裂片照射量の増加に伴っていずれの試料とも格子定数の変化率は約1$$times$$10$$^{1}$$$$^{5}$$核分裂片・cm$$^{-}$$$$^{3}$$近傍から増加し、約5$$times$$10$$^{1}$$$$^{6}$$核分裂片・cm$$^{-}$$$$^{3}$$以上で飽和する。結晶粒径が4.0$$mu$$mから19.4$$mu$$mに増加するに伴って飽和値は約0.07%から約0.18%まで増加する。2段解析法に基づく飽和関数で格子定数変化の実測値を近似することにより格子欠陥濃度を検討した結果、これらの試料における飽和値の差異は酸化トリウム燃料核の結晶粒界が核分裂片照射により生じた格子欠陥の消滅源として働くことに起因するものと考えられる。照射後の等時焼鈍実験によれば、いずれの試料とも焼鈍温度の増加に伴って回復が始まり、その回復は400$$^{circ}$$C近傍から急激になり、完全に回復する温度は結晶粒径の小さいもの程低い。

論文

核分裂片照射による酸化トリウム燃料核の格子定数変化

鈴木 建次; 赤堀 光雄; 柴 是行

粉体および粉末治金, 29(5), p.187 - 190, 1982/00

https://doi.org/10.2497/jjspm.29.187

Al-U合金箔から反跳した核分裂片でThO$$_{2}$$燃料核を照射するために、ゾル・ゲル法により製造した結晶粒径の異なるThO$$_{2}$$燃料核の半球状研磨面に合金箔を密着した状態でJRR-4において熱中性子照射した。マイクロX線回析装置を用いて照射前後及び等時焼鈍における試料の格子定数を測定した。核分裂照射量の増加に伴っていずれの試料とも格子定数の変化率は約1$$times$$10$$^{1}$$$$^{5}$$核分裂片・cm$$^{-}$$$$^{3}$$近傍から直線的に増加し、約1$$times$$10$$^{1}$$$$^{6}$$核分裂片・cm$$^{-}$$$$^{3}$$以上で飽和する。これらの傾向は極大値を有する二酸化ウランペレットよりむしろウランとトリウムの混合酸化物(Th$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{9}$$$$_{3}$$7U$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{0}$$$$_{6}$$$$_{3}$$O$$_{2}$$)と同じである。結晶粒径の小さい試料における飽和値と変化率曲線の勾配は結晶粒径の大きい試料よりも小さい。試料の格子定数は何れも焼鈍温度の増加に伴って減少し、その変化量は約400$$^{circ}$$Cから大きくなる。結晶粒径の小さい試料は約600$$^{circ}$$Cで完全に回復するけれども結晶粒径の大きい試料は最高加熱温度の1100$$^{circ}$$Cでも完全な回復は認められなかった。

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