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北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
矢野 康英; 岡 桂一朗*; 赤坂 尚昭; 吉武 庸光; 阿部 康弘; 大貫 惣明
Journal of Nuclear Science and Technology, 43(6), p.648 - 654, 2006/06
被引用回数：4 パーセンタイル：30.68(Nuclear Science & Technology)実用化段階の高速炉炉心材料としては、耐スエリング性に優れたフェライト鋼を候補材として研究開発を進めている。一方、フェライト鋼を炉心材料として適用する上では高速中性子照射に伴う材料の照射脆化挙動評価が重要な課題である。そこで、「常陽」で照射したPNC-FMS鋼のシャルピー衝撃試験及び微細組織観察を行い、衝撃特性に及ぼす組織の影響について評価した。
上野 文義*; 永江 勇二; 根本 義之*; 三輪 幸夫*; 高屋 茂; 星屋 泰二; 塚田 隆*; 青砥 紀身; 石井 敏満*; 近江 正男*; et al.
JNC TY9400 2005-013, 150 Pages, 2005/09
JNC-TY9400-2005-013.pdf:37.33MB
原研とサイクル機構との融合研究として進めてきた、照射環境によって生じる構造材料の照射劣化現象を対象とした機構解明、早期検出及び評価方法の開発に関する最終報告書である。
上野 文義; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 高屋 茂*; 星屋 泰二*; 塚田 隆; 青砥 紀身*; 石井 敏満; 近江 正男; et al.
JAERI-Research 2005-023, 132 Pages, 2005/09
JAERI-Research-2005-023.pdf:33.03MB
原研とサイクル機構は、平成15年度から研究開発の効率的推進と研究の相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、「融合研究」の一つとして、高速炉や軽水炉環境などの照射環境において生じる構造材料の照射劣化現象を対象に、劣化機構の解明,早期検出及び評価方法の開発を目的とした。平成16
17年度は、本研究に用いる照射材対応の遠隔操作型の微少腐食量計測装置,腐食試験装置及び漏えい磁束密度測定装置を整備し、SUS304の照射後及び非照射クリープ試験片や照射後高純度モデル材を共通試料とし、両手法を用いた劣化検出を試みるとともに、比較のための非照射劣化模擬試料を用い、基礎的なデータを取得した。これらの結果に基づき、本研究において提案した劣化評価法の適用性を検討した。
星屋 泰二; 上野 文義*; 高屋 茂; 永江 勇二; 根本 義之*; 三輪 幸夫*; 青砥 紀身; 塚田 隆*; 阿部 康弘; 中村 保雄; et al.
JNC TY9400 2004-026, 53 Pages, 2004/10
JNC-TY9400-2004-026.pdf:22.07MB
日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構は、平成15年度から、両機関の統合に向けた先行的取り組みとして、研究開発の効率的推進と相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、原子炉構造材料分野における「融合研究」として、高速炉や軽水炉の照射環境における構造材料について、照射劣化機構の解明,劣化の早期検出及び評価方法の開発を目的とする。平成15年度は、本研究に用いる遠隔操作型磁化測定装置及び微少腐食量計測装置の設計及び開発を行った。耐放射線及び遠隔操作を考慮したこれらの装置により、照射後試料の劣化現象を高感度に検出することが可能となった。今後、両装置を用いて照射材を用いた材料劣化の研究を実施する。
星屋 泰二*; 上野 文義; 高屋 茂*; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 青砥 紀身*; 塚田 隆; 阿部 康弘*; 中村 保雄*; et al.
JAERI-Research 2004-016, 53 Pages, 2004/10
JAERI-Research-2004-016.pdf:22.07MB
日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構は、平成15年度から、両機関の統合に向けた先行的取り組みとして、研究開発の効率的推進と相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、原子炉構造材料分野における「融合研究」として、高速炉や軽水炉の照射環境における構造材料について、照射劣化機構の解明,劣化の早期検出及び評価方法の開発を目的とする。平成15年度は、本研究に用いる遠隔操作型磁化測定装置及び微少腐食量計測装置の設計及び開発を行った。耐放射線及び遠隔操作を考慮したこれらの装置により、照射後試料の劣化現象を高感度に検出することが可能となった。今後、両装置を用いて照射材を用いた材料劣化の研究を実施する。
星屋 泰二*; 高屋 茂*; 上野 文義; 根本 義之; 永江 勇二*; 三輪 幸夫; 阿部 康弘*; 近江 正男; 塚田 隆; 青砥 紀身*
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 29(4), p.1687 - 1690, 2004/06
高速炉(FBR)及び軽水炉(LWR)の構造材料の劣化評価のため、結晶粒界に沿った磁気及び腐食特性に基づく新しい評価技術の開発に着手した。経年化したFBR構造材料に対し、磁気的方法を適用し、き裂発生以前の初期段階のクリープ損傷を非破壊検出することができる。そこで、クリープ損傷を受けた常磁性のステンレス鋼について、自然磁化に対する負荷応力の効果を調べた。一方、イオン照射したステンレス鋼の粒界近傍の腐食特性及び光磁気特性はそれぞれAFM及びKerr効果顕微鏡を用いて評価した。これらの劣化はCr欠乏等の粒界近傍の性質変化によって引き起こされた。この結果、原子炉構造材料の劣化進行過程の初期段階は、粒界に沿った磁気及び腐食特性によって検出できることがわかった。
矢野 康英; 赤坂 尚昭; 吉武 庸光; 阿部 康弘
JNC TN9400 2003-118, 30 Pages, 2004/03
JNC-TN9400-2003-118.pdf:4.37MB
実用化段階の高速炉炉心材料としては、耐スエリング性に優れたフェライト鋼を候補材として研究開発を進めている。一方、フェライト鋼を炉心材料として適用するうえでは高速中性子照射に伴う材料の照射脆化挙動評価が重要な課題である。そこで、「常陽」MK-II MARICCO-1で照射したPNC-FMS(2WFK)のシャルピー衝撃試験後の試験片いついて微細組織観察を行い、照射後衝撃特性に及ぼす組織の影響について評価した。
星屋 泰二; 高屋 茂; 永江 勇二; 阿部 康弘; 青砥 紀身; 上野 文義*
IUMRS-ICAM2003 Abstracts, 29, 0 Pages, 2004/00
原研とサイクル機構は、LWR及びFBR照射環境における材料劣化現象について、粒界近傍の特性変化に着目して、電磁気学的材料劣化評価法及び極微小腐食量計測法を用いた劣化機構及び劣化検出の検討を共同して開始した。本報では、イオン照射材に関する磁気測定実験法の概要、原子間力顕微鏡による評価法を中心に報告する。
-ray irradiation阿部 康弘*; 瀧上 眞知子; 杉野 公二*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 梅村 智也*; 角田 欣一*
Bulletin of the Chemical Society of Japan, 76(8), p.1681 - 1685, 2003/08
被引用回数：5 パーセンタイル：26.49(Chemistry, Multidisciplinary)フェノール,ブチルフェノール(BuP),ビスフェノールA(BPA)等のフェノール系内分泌攪乱物質(P-EDCs)50
M水溶液の分解を過マンガン酸カリウム(KMnO
)を用いて行い、
Co線照射により生成したOHラジカルによるP-EDCsの分解と比較した。種々の有機酸及び無機炭素が、KMnO及びOHラジカルによるP-EDCsの分解で生成した。KMnO処理では、有機酸及び無機炭素は芳香族環の直接開裂で形成され、OHラジカル処理の場合にはOHラジカルの芳香族環への付加・置換反応に続く芳香族環の開裂により形成される。一方、BuP及びBPAを完全に取り除くために必要とされる電子数で分解効率の比較を行うと、KMnOはOHラジカルとほぼ同等であったが、フェノールの100%分解では、KMnOはOHラジカルの3倍量必要であった。しかし、フェノールを完全に有機酸及び無機炭素に変化させるために必要な電子数は720Mであり、両処理で同等であった。
永峯 剛; 吉持 宏; 阿部 康弘
サイクル機構技報, (21), 121 Pages, 2003/00
本報では、これまでの照射後試験実績とホットラボ3施設の概要を述べるとともにこれらの施設における試験技術、照射リグの再組立技術、MA-MOX燃料製造及び分析技術など、最近の照射後試験技術の開発について報告する。
矢野 康英; 吉武 庸光; 阿部 康弘
JNC TN9400 2003-028, 44 Pages, 2002/12
JNC-TN9400-2003-028.pdf:1.75MB
実用化段階の高速炉炉心材料としては、耐スエリング性能の観点からフェライト系ステンレス鋼が有望である。そのためサイクル機構では、被覆管材として酸化物分散強化型鋼(Oxide Dispersion Strengthened: ODS)(12Crフェライト系と9Crマルテンサイト系の2鋼種を開発)を、ラッパ管材としては高強度フェライト/マルテンサイト鋼(PNC-Ferritic/Martensitic Steel;PNC-FMS)をそれぞれ候補材料として開発を進めている。 フェライト系ステンレス鋼を高速炉炉心材料として適用するうえでは、中性子照射に伴う材料の脆化が課題であり、その挙動評価が重要な評価項目となる。そこで、フェライト鋼の照射脆化の評価に資するために、「常陽」MK-II炉心材料照射用反射体CMIR-5及び温度制御型材料照射装置MARICO-1で照射したPNC-FMS鋼(2WFK)とODSマルテンサイト鋼(H35)のミニチュアサイズ及びハーフサイズシャルピー衝撃試験を行い、両鋼の照射後衝撃特性を評価した。本試験を通して得られた主な結果は以下の通りである。(1)本照射条件範囲(最大照射量: 1.8
10の26乗n/平方メートル、温度範囲:376659度C)において、すべての2WFK照射材は、照射量より照射温度に依存して衝撃特性が変化した。すなわち、照射温度が400500度Cでは、顕著な衝撃特性の変化が見られなかったのに対し、659Cの照射材では明らかな衝撃特性の低下が観察された。(2)熱時効材の結果を考慮すると、照射温度495Cの2WFK照射材の衝撃特性に顕著な変化が見られなかったのは、熱時効による改善と照射による低下が相殺されたためと考えられる。また、照射温度659Cの2WFK照射材では、650C熱時効材の衝撃特性と比較して、顕著な低下が見られた。これは、熱時効効果に加えて照射誘起析出や照射促進拡散等の照射による組織変化に起因するものと推察される。このような2WFK衝撃特性変化は、熱時効及び照射に伴う組織変化挙動、特に析出挙動から解釈できると考えられる。(3)H35では、シャルピー衝撃特性に著しい異方性が見られなかった。これは、
/変態を利用した組織改善を図った効果であると考えられる。また、非照射材と比較して、本試験条件範囲では照射に伴う衝撃特性の低
吉武 庸光; 赤坂 尚昭; 阿部 康弘
JNC TN9400 2002-073, 42 Pages, 2002/12
再結晶及び-相変態により結晶組織を改善して高温内圧クリープ強度等の機械的性質の向上を図った酸化物分散強化型(Oxide Dispersion Strengthened;ODS)フェライト/マルテンサイト鋼被覆管の基本的な照射後強度・延性特性を評価することを目的として、「常陽」SVIR-1で照射試験を実施した。照射した被覆管試料は12Cr-フェライト系再結晶ODS鋼被覆管(F94,f95)9Cr-マルテンサイト系ODS鋼被覆管(M93)である。これらについては照射後、リング引張試験を行い、本鋼被覆管のリング引張特性に及ぼす中性子照射効果を評価した。 本試験・評価で得られた主な結果は以下のとおりである。 1) F94,F95及びM93被覆管未照射材のリング引張強度は、ODS鋼開発当初に温間加工でODSフェライト鋼被覆管(1DS)とPNC-FMS鋼被覆管の中間の強度レベルであった。また、再結晶及び-相変態による結晶組織改善の結果、一様伸び及び全伸びは1DSに比較して大幅に増加し、本鋼被覆管は良好な周方向延性を有することが分かった。 2) 高速中性子照射量0.53.010の26乗 n/平方メートル(E
0.1MeV)、照射温度397 534度Cの照射条件範囲においては、本鋼のリング引張強度は降伏応力、引張強さともに照射に伴い約10%程度の増加を示したが、強度特性の照射量依存性は見られなかった。また伸びについては、一様伸び及び全伸びはともに高温側でやや低下する傾向が見られたものの、照射に伴う伸び特性の著しい劣化は確認できなかった。 3) 以上の結果から本照射条件範囲においては、本鋼被覆管は照射に伴う著しい強度変化や伸びの低下はみられず、照射後の周方向引張強度・延性特性が良好であることが判明した。しかし、現状の中性子照射データは非常に限られていることから、今後計画的に目標とする高照射領域までの照射試験を実施し,照射特性を把握することが重要である。
浅山 泰; 小井 衛; 宮地 紀子; 阿部 康弘
1999 ASME Pressure Vessels and Piping Conference, 391, p.55 - 60, 1999/00
今年中に取り纏められる「平成10年度版高速実証炉高温構造設計基準案」に適用するとともに,それ以降の大型FBR設計に反映することを目的として,新規開発材料である高速炉構造用SUS316(316FR)について,中性子照射効果評価法を提案した。まず,高速中性子(E0.1MeV)照射制限値を,350600
の範囲で温度別に母材,溶接部について定めた。次に高速中性子照射制限値の範囲内で,熱中性子(E
0.4eV)照射量に応じたクリープ強度低減係数およびクリープひずみ速度増倍係数を定めた。最後に,今後評価法を合理化する上での研究開発課題をまとめた。
宮地 紀子; 阿部 康弘; 鵜飼 重治; 小野瀬 庄二
Journal of Nuclear Materials, 272, p.173 - 178, 1999/00
大型炉では従来の主要構造材料であるSUS304に比べ、さらに高温強度特性に優れる高速炉構造用316(316FR)が適用される。本報告では316FRのクリープ特性に及ぼす中性子照射効果をSUS304と比較して評価した結果を報告する。316FRは照射により強度は低くなるが、その低下は、同一照射および試験条件のSUS304の結果より小さく、照射後でもSUS304の非照射材のクリープ破断強度を上回っていた。これは、316FRとSUS304のクリープ強度に及ぼす照射効果が異なることによる。SUS304の場合には、粒界に折出した炭化物が照射中に生成したHeの粒界脆化に及ぼす感受性を高めるため、粒界脆化が生じたことによると考えられる。これに対して316FRでは、粒内の微細な折出物がHeバブルをトラップするため粒界のHe脆化は抑制されている。しかし、約0.3dpa以上になると、照射促進による粒内折出物の粗大化によりHeトラップ効果が低減し、Heに
宮地 紀子; 阿部 康弘; 浅山 泰; 青砥 紀身; 鵜飼 重治
材料, 46(5), 500 Pages, 1997/05
本報告では、大型高速増殖炉で主要構造材料として使用が計画されている高速炉構造用316(316FR)に及ぼす中性子照射効果を明らかにするためにおこなった引張およびクリープ試験の検討結果をSUS304との比較を含めて報告する。引張試験結果から照射により316FRおよびSUS304の破断延性は低下し,0.2%耐力は増加することが明らかになった。これは照射により生成する照射欠陥の蓄積と密接な関係があり、その数密度が低い高温側では延性の低下及び耐力の増加割合は数密度の高い低温側に比べて小さくなった。クリープ試験結果から316FRは照射により破断時間で1/31/5に低下したが、この低下は同一照射および試験条件のSUS304の結果に比べ、小さいものであった。SUS304の照射によるクリープ特性の変化は、粒界への塊土の炭化物の析出および照射中に生成したHeの粒界への偏析によるが、316FRはある一定以上の弾き出し損傷(dpa)で照射誘起によ
阿部 康弘; 青砥 紀身; 宮地 紀子; 小野瀬 庄二; 赤坂 尚昭
動燃技報, (94), p.85 - 90, 1995/06
316FRは炉外試験において優れた高温強度特性を示し、実証炉以降の大型炉では炉内構造物として使用が予定されている。その中性子照射効果を明らかにし、設計基準に反映する目的で照射後クリープ試験を行った。その結果、高温強度及び延性の改良を図った316FRは中性子照射によりクリープ破断強度及び破断延性は低下するが「常陽」及び「もんじゅ」の炉内構造物に使用しているSUS304より優れた強度及び延性を維持していることが明らかになった。また、316FRの照射によるクリープ破断強度及び破断延性の低下機構はSUS304と異なり、He生成の影響の他に、別の要因が働いてると考えられ、現状では高速中性子照射による照射誘起偏析のために固溶強化元素の析出が加速され、粒内及び粒界の強度が低下する可能性が示唆されている。
青砥 紀身; 阿部 康弘; 柴原 格; 和田 雄作
IAEA-TECDOC-817, p.27 - 37, 1995/00
平成5年12月13日仏国CEAサクレー研究所で行われたIAEA-IWGFR専門家会議で発表した内容に関して、予稿集発行に伴い寄稿する。高速炉の主要構造材料として開発された高速炉構造用316(316FR)のクリープ特性に及ぼす照射効果についての報告。「常陽」やJMTRでの照射後クリープ試験を実施した結果同鋼は従来の主要構造材であるSUS304と比べて強度の低下は約1/2、延性の低下はほとんどないという優れた特性を示した。これは、従来鋼や欧州開発材と異なり、中性子照射による核変換によって生成されるHeの影響を受けにくいことを示している。その原因を微視的組織観察から考慮した結果を中心に報告する。
阿部 康弘*; 川上 幸男; 大滝 清*; 伊藤 正彦*; 樫原 英千世*
PNC TN9410 88-205, 44 Pages, 1988/12
高速原型炉「もんじゅ」の設計基準の確証をするとともに,実証炉以降の高速炉設計に必要な構造材料の照射データ・ベースを拡充する目的でR&D試験が策定されている。これらの試験の一環として,「常陽」MK―2炉心の構造材料反射体を用いて,SUS304圧延鋼板より採取した材料強度試験片の照射(高速中性子照射量;0.861.11021n/cm2,照射温度;520)を実施した。試験片について照射後試験として,疲労試験及び引張側ひずみ保持をともなうクリープ疲労試験を実施した結果以下のことが明らかになった。1)照射材の疲労寿命は未照射材とほぼ等しく照射による変化は認められなかった。またこれらの試験結果は「もんじゅ」材料基準等の許容ひずみ範囲を上回っていた。2)照射材のクリープ疲労寿命は未照射材と比べ高ひずみ範囲側ではほぼ等しいが,低ひずみ範囲側では低下していた。3)線型損傷則にもとずいた設計ベースのクリープ疲労損傷値は制限値を上回っており,昭射を考慮した設計許容値を十分満足していた。4)金相組織の観察結果,疲労及びクリープ疲労試験片の主亀裂は結晶粒界及び結晶粒内を進展していた。また,結晶粒界及び結晶粒内に析出物が観察された。
酒向 博*; 大滝 清*; 谷山 定美*; 阿部 康弘*; 伊藤 正彦*; 樫原 英千世*
PNC TN9410 88-203, 81 Pages, 1988/11
高速原型炉「もんじゅ」のサーベイランス試験及びサーベイランス・バックアップ試験を補完するとともに,実証炉以降の高速炉設計に必要な構造材料の照射データを拡充する目的でR&D試験が策定されている。これらの試験の一環として,高速実験炉「常陽」MK-2炉心の構造材料照射用反射体を用いて,SUS304圧延鋼板より採取した材料強度試験片の照射を実施した。照射後試験片について,引張試験及びクリープ試験を実施した結果,以下のことが明らかになった。1)照射温度効果での引張試験の結果,照射温度が高くなるにつれて強度及び絞りは低下し,伸びは増加した。2)照射量効果での引張試験の結果,強度は中性子照射量が約21021n/cm2(E0.1MeV)以上で増加し,引張強さよりも0.2%耐力の増加の方が顕著であった。また,伸びは約11021n/cm2(E0.1MeV)以上,絞りは約51020n/cm2(E0.1MeV)以上から低下していたが,「もんじゅ」構造設計方針に示される破断伸びに下限値10%を満たしていた。3)クリープ試験の結果,クリープ破断強度及び破断延性は未照射材に比べて低下しているが,「もんじゅ」の設計クリープ強さ(S/R)を上回っていた。また,クリープ破断寿命比は1018n/cm2(E0.4MeV)オーダーの熱中性子照射量の影響は認められず,「もんじゅ」設計基準曲線を十分上回っていた。
