改良9Cr-1Mo鋼における550Cの最適疲労破損式の110サイクルまでの適用性検証

豊田 晃大; 今川 裕也; 鬼澤 高志; 加藤 章一; 古谷 佳之*

日本機械学会論文集(インターネット), 89(928), p.23-00206_1 - 23-00206_15, 2023/12

https://doi.org/10.1299/transjsme.23-00206

高速炉を設計するためには、構造材料の110サイクルまでの高サイクル疲労を考慮する必要がある。110サイクルでの高サイクル疲労を評価するためには、110サイクルまで適用可能な疲労曲線を作成する必要がある。本研究では、高速炉構造材料の候補材料である改良9Cr-1Mo鋼の高サイクル疲労評価手法を開発するため、ひずみ制御条件下での高サイクル疲労試験を実施するとともに、超音波疲労試験を実施した。試験結果に基づき、最適疲労曲線を拡張し、日本機械学会の最適疲労曲線が110サイクルまで適用可能であることを確認した。

IFMIF/EVEDAリチウムターゲットシステムの開発

若井 栄一; 近藤 浩夫; 杉本 昌義; 深田 智*; 八木 重郎*; 井田 瑞穂; 金村 卓治; 古川 智弘; 平川 康; 渡辺 一慶; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 88(12), p.691 - 705, 2012/12

AA2012-1008.pdf:2.42MB

核融合エネルギーの早期実現を目指す幅広いアプローチ活動のもと、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の工学実証・工学設計活動(EVEDA)を2007年より実施している。この活動の中で実機のリチウムターゲットを実証する目的で世界最大流量率(3000リットル/分)を有し、幅100mmで厚さ25mmの形状で最速20メートル/秒までの範囲で安定したリチウム流を実証試験を行うために液体リチウム流動試験装置を原子力機構大洗研究開発センターに建設し、その実証試験を開始したところである。本試験装置の各種機器の機能性試験及びそれに続く、ターゲット部でリチウム自由表面を持つ15m/sの流動試験までに関する第一段階確証試験を成功させた所である。また、これ関係する工学実証試験及び工学設計の活動状況を示すとともに、その成果内容について併せて解説したものである。

Characteristics and sinterability of MOX powder prepared by the microwave heating denitration method

朝倉 浩一; 加藤 良幸; 古屋 廣高

Nuclear Technology, 162(3), p.265 - 275, 2008/06

https://doi.org/10.13182/NT08-A3955

マイクロウェーブ加熱脱硝(MH)法,ADU法及びシュウ酸沈殿法により各々調整された二酸化ウラン,二酸化プルトニウム及びウラン・プルトニウム混合酸化物を用い、これらの粉末のBET比表面積,空気透過法による平均粒径,かさ密度,タップ密度,安息角,スパチュラー角及び凝集度を測定した。BET比表面積と平均粒径から算出した表面積の比から表面粗さの程度を評価し、カーの理論に基づき粉末流動性を評価した。異なる粉末や調整条件の異なる粉末に関するこれらの評価結果について、焙焼温度をパラメータとした比較を行った。MH-MOX粉末の表面粗さについては、ADU-UO粉末のそれよりも大きく、シュウ酸沈殿法によるPuOのそれよりも小さな結果となった。これらの結果については、セラミックス物質においては一般に用いられているヒューティグ・タンマン温度の概念を用いることにより理解できる。既に、一般の論文でも報告されているように、MH-MOX及びADU-UO粉末の流動性は圧縮度の増加とともに減少した。しかし、その値は50以下であった。カーの理論によると、流動性の良い粉末と悪い粉末の境界は、流動性指数が60から69である。それゆえ、MOXペレット製造工程の成型機へ流動性の良い原料粉を供給するには、原料であるMH-MOX粉末,ADU-UO粉末及び乾式回収MOX粉末の混合粉末を造粒する必要がある。

IFMIF/EVEDAリチウムターゲット系に関する日本側タスクの現状

中村 和幸; 井田 瑞穂; 近藤 浩夫; 渡辺 一慶; 古川 智弘; 平川 康; 堀池 寛*; 深田 智*; 寺井 隆幸*; 辻 義之*; et al.

no journal, , 

国際核融合材料照射施設(IFMIF)の工学実証工学設計活動(EVEDA)は2007年7月に開始され、リチウムターゲット系に関しては、5つの実証タスク(LF1-5)と1つの設計タスク(LF6)が、日欧協力の下で実施されている。「リチウム試験循環設備の製作及び運転(LF1)」は、現在、ターゲットアッセンブリと窒素及び水素トラップを除くすべての機器タンク類の製作,据え付けが終わり、配管系統の据付けを実施している段階である。「計測設備(LF2)」は、現在、大阪大学において接触型液面計の特性試験などが実施されており、これらの成果をもとにリチウムループ用液面計の設計を行う予定である。「リチウム精製設備(LF4)」は、東京大学においてFe-Tiゲッター材による窒素の吸収実験が、また九州大学においてY(イットリウム)ゲッター材による水素の吸収実験などが実施されており、これらの成果をもとにリチウムループ用純化系の設計を行う予定である。「遠隔操作(LF5)」は、現在、実証試験用の装置の設計を完了したところである。「工学設計(LF6)」は、5つの工学実証の成果をもとにIFMIF実機の設計を行うものであり、これまでに熱応力及び熱構造解析を実施し、IFMIF実機の基本的な構造評価を行った。

Small scale engineering experiments on tumbling granulation method using water for MOX pellet production

加藤 良幸; 高橋 直樹; 森田 稔; 吉元 勝起; 古屋 廣高

no journal, , 

LWR及びFBRの酸化物燃料製造工程では、ペレット成型前に粉末を造粒する。通常はステアリン酸亜鉛などの有機物粉末を造粒助材として混ぜる。この助材は予焼工程で分解除去されるが、分解残やその分解生成物が焼結炉内に付着して炉の伝熱性能劣化や配管閉塞を引き起こす可能性があるため、頻繁に掃除が必要となり結果的に操業費の上昇を招く。有機物助材に代えて水を用いるならば、乾燥するだけで大部分を除去でき、予焼工程を削除することができるとともに助剤の残余に伴う問題も解決できる。そこで本試験では、造粒物に十分な流動性を与えるための水分添加率等の造粒条件を検討した。5Lの造粒装置に1バッチ600gのMH法で調製したUO及びMOX粉末 を投入し、撹拌羽根により粉末と水を均一に混ぜ、適度に圧縮しつつ造粒を行った。粉末に対する水の割合は13から15wt%とした。流動性はASTMに準拠したパウダテスタにより測定した。試験を通して、MOX粉末を造粒するための造粒条件と得られる紛体の物性の関係を評価した結果、造粒条件幅は狭いが、水分添加率13wt%において、平均粒子径120から140ミクロン、流動性指数73から77の良好な造粒物が得られることがわかった。

Progress and scheme of IFMIF/EVEDA project; Lithium target facility

若井 栄一; 渡辺 一慶; 井田 瑞穂*; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 新妻 重人*; 藤城 興司; 伊藤 譲; 中庭 浩一; 杉本 昌義; et al.

no journal, , 

Present status and recent activity of lithium target facility development in IFMIF/EVEDA project has been presented and evaluated. In this project, EVEDA Lithium test loop (ELTL) has been designed, constructed in Oarai-JAEA and also operated a liquid lithium flow test facility with the world's highest flow rate, and succeeded in generating a 100 mm wide and 25 mm thick free-surface lithium flow along a concave back plate steadily at a high-speed of 20 m/s at 300C for the first time in the world under the BA (Broader Approach) Activities. Recent related engineering design of lithium facility has been also evaluated. The other validation and engineering design activities of lithium target facility such as diagnostics, purification system and lithium safety has been also evaluated.