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報告書

北朝鮮地下核実験対応のためのWSPEEDI-II自動計算システムの移管と運用

根本 美穂*; 海老根 典也; 岡本 明子; 保坂 泰久*; 都築 克紀; 寺田 宏明; 早川 剛; 外川 織彦

JAEA-Technology 2021-013, 41 Pages, 2021/08

JAEA-Technology-2021-013.pdf:2.52MB

北朝鮮が地下核実験を実施した際には、原子力緊急時支援・研修センター(支援・研修センター)は、原子力規制庁からの要請に基づき、国による対応への支援活動として、原子力基礎工学研究センター(基礎工センター)の協力を得て、WSPEEDI-IIを用いて放射性物質の大気拡散予測計算を実施し、予測結果を原子力規制庁に提出する。本報告書は、北朝鮮地下核実験対応に特化するために基礎工センターで開発され、平成25年(2013年)2月から平成29年(2017年)9月までに実施された3回の地下核実験対応に使用されたWSPEEDI-II自動計算システムの支援・研修センターへの移管と整備について記述する。また、移管・整備した自動計算システムに関するその後の保守と運用について説明するとともに、北朝鮮地下核実験対応における今後の課題について記述する。

論文

Preparedness and response for nuclear or radiological emergency as a designated public corporation

奥野 浩; 岡本 明子; 海老根 典也; 早川 剛; 田中 忠夫

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 15 Pages, 2019/05

原子力事故時や放射線の緊急事態の際には、災害対策基本法に基づく指定公共機関である日本原子力研究開発機構(JAEA)は、国及び地方公共団体を支援する役割を負っている。本論文では、(1)原子力施設の原子力事故時又は放射線緊急事態への準備及び対応のための指定公共機関としてのJAEAの役割を明らかにし、(2)2011年に発生した東京電力福島第一原子力発電所の制御不能に起因する敷地外の放射線緊急事態におけるJAEAの防災業務計画に基づく緊急時対応活動の概要、さらに(3)国の防災基本計画及び都道府県の地域防災計画を踏まえ、国及び地方公共団体が実施する訓練への参加を中心に平常時の活動を報告する。

論文

${it In situ}$ magnetic measurements under neutron radiation in Fe metal and low carbon steel

高橋 正氣*; 菊池 弘昭*; 荒 克之*; 海老根 典也; 鎌田 康寛*; 小林 悟*; 鈴木 雅秀

Journal of Applied Physics, 100(2), p.023902_1 - 023902_6, 2006/07

 被引用回数:35 パーセンタイル:76.36(Physics, Applied)

低炭素鋼と純鉄について原子炉内で中性子照射中に磁気ヒステリシスのマイナーループを測定した。照射中の銅の析出と転位ループを調べるために、格子欠陥に非常に敏感なマイナーループの係数に注目した。その結果、低炭素鋼では、照射量の増加とともにマイナーループ係数が急増し、1$$times$$10$$^{19}$$cm$$^{-2}$$の照射量で最大値を示し、その後徐々に減少した。最大値の出現は、マトリックス中での銅の析出と転位ループが内部応力を増加させている一方で、転位の近傍で成長した銅析出物は転位の内部応力を補なっているという内部応力の2つのメカニズムの存在を示唆している。他方、純鉄では、マイナーループ係数は照射量とともに単調な増加を示した。

報告書

福島第二原子力発電所2号機シュラウドサンプル(2F2-H3)に関する調査報告書(受託研究)

シュラウド・再循環系配管サンプル調査チーム; 中島 甫*; 柴田 勝之; 塚田 隆; 鈴木 雅秀; 木内 清; 加治 芳行; 菊地 正彦; 上野 文義; 中野 純一; et al.

JAERI-Tech 2004-015, 114 Pages, 2004/03

JAERI-Tech-2004-015.pdf:38.06MB

東京電力(株)福島第二原子力発電所2号機においては、原子力安全・保安院の指示によりシュラウド溶接部の目視点検を実施し、炉心シュラウド中間胴/中間部リング溶接線H3外面にひび割れを発見した。本調査は、東京電力(株)が日本核燃料開発(株)にて実施するき裂を含む材料サンプルの調査・評価に関して、原研が第三者機関として調査計画の策定段階から加わり、調査中には随時試験データの評価や試験現場への立会を実施し、最終的に得られた調査データを入手し原研独自の調査報告書を作成することにより、調査の透明性を確保することを目的として実施した。本調査の結果と溶接により発生する引張残留応力及び炉水中の比較的高い溶存酸素濃度を考慮すると、このき裂は応力腐食割れ(SCC)であると考えられる。応力腐食割れの発生原因については、さらに施工法の調査などを行い検討する必要がある。

論文

軽水炉構造材料の経年劣化; 炉内構造材と圧力容器鋼

塚田 隆; 海老根 典也

日本AEM学会誌, 9(2), p.171 - 177, 2001/06

経年劣化とは、各種機器・材料の時間に依存する劣化を意味し、それはプラント構造物の信頼性・安全性及び使用寿命を決定する主要因である。わが国でも既に運転開始後30年を越える軽水発電プラントが出てきており、軽水炉プラントの高経年化に伴う保全技術開発及びその基礎となる材料の経年劣化機構の研究が重視されている。軽水炉本体を構成する材料は、炉内構造材と圧力容器鋼に大別されるが、これらは高温高圧水と中性子・$$gamma$$線照射という、ほかの工業プラントにはない特殊な環境で使用される。軽水炉における材料の経年劣化は、主にこの特殊な環境の影響が材料に蓄積されることにより生じる。軽水炉の高経年化にかかわり考慮すべき経年劣化事象は、炉内構造物については疲労,応力腐食割れ,照射誘起応力腐食割れ,圧力容器については中性子照射脆化,疲労などであり、これらの現象の機構解明と対策技術の開発研究が進められている。さらに今後は、材料の経年劣化を損傷の発生前に検知すること、それに基づき損傷発生の予防策を講じることが重要となる。本報では、軽水炉の炉内構造材及び圧力容器鋼を対象とし、使用材料と環境、主要な劣化損傷現象について概観し、それらの電磁気的手法による非破壊評価の可能性にも触れる。

論文

増分透磁率変化曲線を用いた圧力容器鋼材の磁気・機械特性の評価

海老根 典也; 鈴木 雅秀

日本応用磁気学会誌, 25(4-2), p.1051 - 1054, 2001/04

原子炉圧力容器鋼の機械特性の劣化を非破壊的に評価する手法として、増分透磁率の変化曲線を用いる磁気的測定法を提案し、その有効性を示すため実施した試験結果について報告する。供試鋼材にはA533B鋼及びSUS410鋼を用いた。増分透磁率は、巻線を施した被測定鋼材のトロイダル型試料に直流のバイアス磁界を加えながら微少励磁磁界を重畳させて励磁し、その誘導電圧成分を測定した。得られた結果は、保磁力近傍で明瞭なピークを示し、ピーク間の幅は保磁力と非常に良い相関がある。また、保磁力と最大透磁率はともに機械的特性(硬さ及び降伏強さなど)とも良い相関がある。したがって、マイナーループに沿った増分透磁率測定を実施し、保磁力及び最大透磁率を求めれば、被測定鋼材の機械的性質の評価が可能である。

論文

磁気問いかけによる原子炉圧力容器の健全性評価と磁気解析の課題

荒 克之*; 海老根 典也

電気学会マグネティックス研究会資料 (MAG-01-55), p.1 - 6, 2001/03

原子炉圧力容器の経年劣化とその磁気的な手法による非破壊計測評価について述べ、それを実現していくうえで重要な課題の一つである「磁気問いかけ」で材料のヒシテリシス磁化特性を同定するという困難な問題を「磁気測定」と「磁界解析」との関係で議論し、それにかかわる研究開発課題についてレビューした。原子炉圧力容器は強磁性を示す低合金鋼で作られており、長期間の供用中に中性子の照射を受け機械的特性が劣化するとともに、その磁気的特性も変化する。そこで圧力容器鋼の磁気的特性の変化を非破壊的に測定し、その結果から圧力容器の材質劣化を評価しようとするのが磁気問いかけ法であり、そこでは磁界解析の支援が必要となる。

論文

原子炉構造体の経年変化の磁気的非破壊計測評価; 研究の現状

荒 克之*; 海老根 典也

電気学会マグネティックス研究会資料 (MAG-00-182), p.23 - 31, 2000/09

原子炉構造体の経年変化の非破壊計測評価の研究の現状を原研及び日本AEW学会の活動を中心にレビューした。原研では、原子炉圧力容器鋼の磁気的性質と機械的性質に良い相関があることに基づき、磁気問いかけ法が提案され、関連して圧力容器肉盛溶接部厚さ測定法、増分透磁率測定法が研究されている。また、日本AEM学会では、ラウンドロビン試験により、人工的に劣化させた鋼材のヒステリシス磁化特性、バルクハウゼン雑音測定などを行い、有効性を確認している。

論文

ヒシテリシス磁化曲線上の増分透磁率変化に基づく圧力容器鋼材の磁気・機械特性の評価

海老根 典也; 鈴木 雅秀; 荒 克之*

電気学会マグネティックス研究会資料 (MAG-00-195), p.45 - 48, 2000/09

原子炉圧力容器鋼の機械的特性の劣化を非破壊的に評価できる手法として、増分透磁率の変化曲線を用いる磁気的測定法の有効性を示すため実施した試験結果について報告する。直流のバイアス磁界を加えながら微小磁界を重畳させたトロイダル型試料鋼材の誘導電圧は増分透磁率とみなせ、これは、保磁力近傍で明瞭なピークを示し、ピーク間隔は、保磁力と非常によい相関がある。また保磁力と最大磁率はともに機械的特性ともよい相関がある。この結果に基づき、実用上有用な鋼板について非破壊計測を平面コイルと磁気ヨークを用いて実施した。その結果、本測定法は、試料鋼板の磁気特性及び機械的特性を反映することがわかり、有用な測定手法となると考えられる。

口頭

IASCC感受性と電磁気特性の相関についての検討,1

根本 義之; 内一 哲哉*; 欅田 理*; 永江 勇二; 高屋 茂; 海老根 典也; 塚田 隆

no journal, , 

これまでの研究により、原子炉構造材のオーステナイト・ステンレス鋼の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)を、き裂の発生以前に電磁気的手法によって予兆診断できる可能性が指摘されている。そのため、本研究においては照射誘起偏析によって生成する、結晶粒界における幅数nmのCr欠乏領域を熱処理によって模擬した試験片を用いて、高温水中低歪み速度引張り(SSRT)試験及び、導電率,静的/動的電磁特性の評価、また渦電流法,交流磁化法等による電磁気特性評価等を行った。高温水中SSRT試験によって得られた粒界破面率(SCC感受性)は偏析量に依存して上昇していた。また、偏析量に依存して渦電流信号の値が大きくなる傾向を示した。さらに動的電磁特性の評価の結果得られた比透磁率の値も偏析量に依存して高くなっていた。これらの結果から、IASCC感受性と電磁特性の相関関係の要因の一つが、結晶粒界における照射誘起偏析によるCr欠乏領域の生成である可能性が示された。

口頭

IASCC感受性と電磁気特性の相関についての検討,2

根本 義之; 高屋 茂; 海老根 典也; 塚田 隆; 内一 哲哉*; 欅田 理*

no journal, , 

オーステナイト・ステンレス鋼の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)感受性と電磁気特性の相関のメカニズムを検討するため、SUS316の冷間圧延及び鋭敏化熱処理材を用いて研究を行った。高温水中低歪み速度引張り(SSRT)試験によるSCC感受性の評価の結果、冷間圧延率の上昇に伴い粒界破面率は低下し、鋭敏化熱処理によって粒界破面率は上昇したが4時間以上の熱処理では差が小さかった。一方、電磁気特性評価試験では各試験片の測定値の差は小さく、SCC感受性との相関関係は明らかでなかった。SUS304の鋭敏化熱処理材等で、SCC感受性と電磁気特性の相関関係が明らかであり、磁気力顕微鏡(MFM)観察で粒界に磁気変化が見られたことと比較すると、SUS316では冷間圧延や鋭敏化で磁性相の生成が起こりにくく電磁気特性が変化しにくいことが、今回の結果に関係していると考えられる。また高純度モデルオーステナイト系ステンレス合金HP316中性子照射材ではIASCC感受性と電磁気特性の間に相関が見られたことから、照射誘起の磁性相生成等、電磁気特性変化に関係すると考えられる照射効果についてさらなる研究が必要であると考えられる。

口頭

IASCC感受性の非破壊評価手法に関する研究

根本 義之; 三輪 幸夫; 高屋 茂; 海老根 典也; 塚田 隆; 内一 哲哉*; 欅田 理*

no journal, , 

これまでの研究によって高純度モデル・オーステナイト・ステンレス合金の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)感受性と磁気特性の間には相関関係がある可能性が示されている。本研究はその原理解明を目的として行った。照射による磁性相生成の可能性を検討するため、IASCC感受性と磁気特性の相関性が見られた照射材の透過型電子顕微鏡観察における電子線回折の結果について解析を行った。また模擬材を用いて、粒界での照射誘起偏析が磁気特性に及ぼす影響について検討を行った。その結果、照射材では粒内で磁性相の生成が確認された。また模擬材の実験結果から、照射誘起偏析によって粒界に磁性相が生成する可能性が示された。これらの磁性相生成がIASCC感受性と磁気特性の相関の原理に関与している可能性が指摘された。

口頭

IASCC感受性の非破壊評価手法に関する研究

根本 義之; 三輪 幸夫; 高屋 茂; 海老根 典也; 塚田 隆; 内一 哲哉*; 欅田 理*

no journal, , 

これまでの研究によって高純度モデル・オーステナイト・ステンレス合金の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)感受性と磁気特性の間には相関関係がある可能性が示されている。本研究はその原理解明を目的として行った。照射による磁性相生成の可能性を検討するため、IASCC感受性と磁気特性の相関性が見られた照射材の透過型電子顕微鏡観察における電子線回折の結果について解析を行った。また模擬材を用いて、粒界での照射誘起偏析が磁気特性に及ぼす影響について検討を行った。その結果、照射材では粒内で磁性相の生成が確認された。また模擬材の実験結果から、照射誘起偏析によって粒界に磁性相が生成する可能性が示された。これらの磁性相生成がIASCC感受性と磁気特性の相関の原理に関与している可能性が指摘された。

口頭

ふげんを活用した軽水炉の高経年化調査研究

海老根 典也

no journal, , 

高経年化技術評価等における国の規制判断に必要な技術的知見を収集・整備に資することを目的として、約25年間運転した「ふげん」の機器・構造物の実機材料や運転データを用いて、配管の減肉状況や、SCC対策技術の有効性に関する調査を行った。配管減肉については減肉率データの収集と検討、減肉予測式との比較、配管減肉データベースを構築し、ふげんの配管減肉管理の妥当性を確認した。SCCに関しては、金属組織観察や超音波検査からその発生が無いことを確認した。さらに残留応力測定や溶接熱影響部の詳細調査結果から、SCCの発生が抑制できたものと考えられSCC対策技術の有効性を確認した。

口頭

PASCAL-ECを用いた減肉配管のフラジリティ評価

海老根 典也; 山口 義仁; 勝山 仁哉; 西田 明美; Li, Y.

no journal, , 

減肉配管のフラジリティ評価を行うため、減肉配管の構造健全性をモンテカルロ法により評価する確率論的解析コードPASCAL-ECを改良し、地震応答応力の不確実性を考慮した確率論的モデル、減肉による地震応力の増加を考慮した簡易モデルおよび破壊評価モデル等の機能を導入した。それらの新たな機能及び改良したPASCAL-ECを用いた地震時減肉配管のフラジリティ試解析結果を報告する。

口頭

A Study on the applicability of the simple evaluation methods for response stress of thinning piping against ground motion

西田 明美; 海老根 典也; Li, Y.

no journal, , 

原子力施設における減肉配管の地震時応答応力については、減肉の進行につれて、配管の剛性や固有周波数等が変化し、同一地震動による減肉配管の応答応力が変化することが予想できる。配管減肉を反映したFEM解析モデルを用いることにより、減肉の進行に伴う地震動による応答応力の変化を評価できる。しかしながら、多くの減肉配管をサンプル対象にモンテカルロ法等を用いたフラジリティ評価解析を行う場合は、FEMによる解析は現実的ではない。そこで本研究では、地震時応答応力を合理的に評価できる簡易評価手法の提案を目的とする。本論文では、確率論的評価に適する地震動を用いて、減肉配管の地震時応答応力を評価できる簡易評価手法を調査するとともに、簡易評価手法の適用性を検証し、既存の簡易評価手法を改良することで合理的な簡易評価手法を提案する。

特許

オーステナイトステンレス鋼の中性子照射による照射誘起応力腐食割れの予兆診断方法

根本 義之; 高屋 茂; 海老根 典也

欅田 理*

特願 2008-301850  公開特許公報  特許公報

【課題】原子炉、粒子加速器等の構造材料において発生する照射誘起応力腐食割れ(IASCC)のき裂発生以前の予兆を評価するシステムを提供すること。 【解決手段】交流磁化法により、被検体の第3高調波電圧値を測定し、予め求められている第3高調波電圧値の変化の大きさとIASCC感受性の度合いとの相関関係を示すデータベースを参照して、被検体のIASCC感受性の度合いを求める。さらに、前記被検体の渦電流法プローブ電圧を測定し、予め求められている渦電流法プローブ電圧値の変化とIASCC感受性の度合いとの相関関係を示すデータベースを参照して、前記被検体のIASCC感受性の度合いを求め、求められたIASCC感受性の度合いが、前記第3高調波電圧値の変化から求められたIASCC感受性の度合いから所定の誤差範囲にあるかどうかを求める。

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