国際科学技術センター(ISTC)における日本原子力研究開発機構の活動

濱田 省三

JAEA-Review 2013-008, 107 Pages, 2013/05

JAEA-Review-2013-008.pdf:30.09MB

1994年に「国際科学技術センター(International Science and Technology Center: ISTC)」の本部がモスクワに設置された当初から、日本原子力研究開発機構(JAEA)(統合前の旧日本原子力研究所(JAERI)及び旧核燃料サイクル機構(JNC)を含む)はパートナープロジェクトへの参加をはじめ、いろいろな形態でISTCの活動に協力・貢献してきた。ところが、2010年12月にモスクワのISTC本部で開催された運営理事会の場で、運営理事会のメンバーの一つであるロシア連邦(ロシア)のパーティは、「ロシアは2015年12月末でISTCから脱退する」ことを表明した。この表明は同年8月にプレス発表されたメドベージェフ大統領によるISTC脱退に関する大統領令への署名の結果を受けたものである。この結果、ISTCの存続あるいはISTCに替わる新たな組織の新設について現在検討が進められているが、いずれにしろISTC本部は2015年末までしかモスクワにはいられない。したがって、今をISTCの節目と考え、この報告書はJAERI等がISTCの活動に対して行ってきた協力・貢献及びそれによる成果を、まとめたものである。

超音波式肉厚自動測定装置の製作

大場 敏弘; 柳原 隆夫; 加藤 千明; 浜田 省三

JAERI-Tech 2001-059, 36 Pages, 2001/09

JAERI-Tech-2001-059.pdf:7.8MB

原研では、文部科学省からの受託研究として「再処理施設新材料耐食安全性実証試験」を実施してきた。この試験においては、六ヶ所再処理施設の主要機器の一つである酸回収蒸発缶の小型モックアップ試験体を用いた実証試験を進めてきた。この試験体の一部である伝熱管及び短い管材を用いた実験室規模の伝熱面腐食試験片に対して、それらの内表面の腐食減肉を知るために、伝熱管の肉厚を非破壊・高精度で測定できる超音波式肉厚自動測定装置を製作した。この装置は、超音波測定器にパソコン制御方式を組合わせることにより自動的に肉厚を測定・記録できるものである。製作した装置で得られた肉厚の値は、光学顕微鏡で測定した肉厚と非常に良い一致を示し、本装置の測定精度のよいことが確認された。

Reweldability test of austenitic stainless steels irradiated with helium ion

土谷 邦彦; 河村 弘; 三輪 幸夫; 浜田 省三

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.111 - 113, 1999/10

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Review-99-025.pdf#page=121

核融合炉(ITER)用ブランケット冷却枝管においては、中性子照射されたものと中性子照射されていないものを溶接することが必要となる。したがって、補修・交換を考えた場合、溶接継手の機械的性質に対するHe生成量依存性、すなわち、溶接補修・交換を行ううえで許容されるHe生成量のしきい値を明らかにすることが重要になる。このための第1段階として、本研究では、サイクロトロンを利用してステンレス鋼(SUS316LN-IG: ITER用構造材の候補材)にHeを最大で20appmまで比較的均一に注入した後、TIG溶接を行い、溶接継手の組織観察を行った。この結果、約20appmまでヘリウムを注入したステンレス鋼の溶接が可能である見通しを得た。

オーステナイトステンレス鋼の照射損傷組織に関する研究

浜田 省三

JAERI-Tech 97-041, 180 Pages, 1997/08

JAERI-Tech-97-041.pdf:13.34MB

このレポートは、これまで著者が行ってきたイオン及びHFIR照射実験等によって得られた照射損傷組織に関する主な実験結果をまとめたものである。内容は6章から構成されている;第1章は緒言、第2章はオーステナイト鋼におけるイオン照射損傷組織の深さ分布に関するもので、損傷組織の断面観察のためのTEM試料作成技術の開発、イオン照射損傷の深さ分布に関する実験値と計算値の比較検討、第3章は2層から成るステンレス鋼のイオン照射下での相の安定性について述べた。第4章はオーステナイト鋼の中性子照射損傷に関する基礎理論、HFIR照射の特徴、中性子照射したTEM試料の放射能を低減化するための技術開発、第5章はHFIRで重照射したオーステナイト鋼の微細組織変化について述べ、第6章では全体をまとめて総括とした。

Effect of triple beam irradiation on microstructural evolution in austenitic stainless steel

浜田 省三; Y.C.Zhang*; 三輪 幸夫; 八巻 大樹

Radiation Physics and Chemistry, 50(6), p.555 - 559, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(97)00102-3

オーステナイトステンレス鋼をトリプルビーム照射して、微細組織に及ぼすトリプルビームの照射効果を調べた。照射は12MeV Ni,35keV H及び1MeVのHeのトリプルビームを用いて、300~400Cで同時照射によって行った。照射後クロスセクション法により薄膜試料を作製し、透過電子顕微鏡観察に供した。観察の結果、トリプルビーム照射領域とそうでない領域では、転位ループの数密度に大きな差が見られた。すなわち、トリプルビーム照射された領域での転位ループの数密度は、Niイオンによりはじき出し損傷のみを受けた領域でのそれと比べて、同程度の損傷量であるにも拘らず、かなり低い。このことから、比較的低い温度でトリプルビーム照射したオーステナイト鋼では転位ループの成長・移動が促進されることが考えられる。

Effect of minor elements on irradiation assisted stress corrosion cracking of model austenitic stainless steels

三輪 幸夫; 塚田 隆; 實川 資朗; 北 智士; 浜田 省三; 松井 義典; 新藤 雅美

Journal of Nuclear Materials, 233-237(PT.B), p.1393 - 1396, 1996/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(96)00255-3

高純度Fe-18C-12Niステンレス鋼の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)に及ぼす微量添加元素の効果を調べた。3種の合金(高純度、Si添加、C添加)を溶製し、JRR-3Mにて6.710n/m(E1MeV)まで中性子照射を行った。その後、IASCC感受性を評価するために、高温純水中(300C、9.3MPa)にて歪み速度1.710/sの低歪み速度引張試験を行い、さらに割れ破面のSEM観察及びマイクロストラクチャーのTEM観察を実施した。その結果、Si添加は顕著な照射硬化の低下と大きな均一伸びをもたらしたが、これは微細な欠陥クラスターのみが発達したためであり、C添加は大きな照射硬化をもたらしたが、これはクランクルーフの発達によるものであることが解った。またSi添加は腐食割れ性にはあまり影響を与えなかったが、C添加は割れ破面形態と粒界割れから粒内割れが主となるように、大きく変化させた。わずかな量の添加元素が照射硬化及び腐食割れ性に大きな影響を与えることが見い出された。

Microstructural evolution in a nickel ion-irradiated ferritic/austenitic duplex stainless steel

浜田 省三; 稲積 透*; 佐藤 馨*; 菱沼 章道; 幸野 豊*; 香山 晃*

Journal of Nuclear Materials, 212-215, p.458 - 463, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)90104-X

高温水中で優れた耐食性をもつ/2相ステンレス鋼の照射下での微細組織変化を明らかにした。2.5wt%Moを含む/2相ステンレス鋼(含有率:~40%)を東大のHITを用いて4MeVのNiイオンを10dpaまで照射した。照射試料はCross-Section法ならびにBack-thinning法によって薄膜とし、FEG-TEMで観察を行った。オーステナイト相では高密度の転位ループならびに稀に小さなボイドが観察された。一方、フェライト相では照射損傷領域でX相が観察され、ボイドはなかった。このX相の組成ならびに格子定数は今まで報告されているものと比べ、NiおよびSiが富化しており、格子定数は小さかった。これは、フェライト相の化学組成と大いに関係があると考えられる。このX相は照射誘起したものと考えられる。

An Attempt to reduce radioactivity for energy-dispersive X-ray analysis

浜田 省三; 北條 喜一

Journal of Nuclear Materials, 200, p.149 - 153, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(93)90020-Y

核融合炉構造材のオーステナイト鋼を中性子照射すると誘導放射能が高くなる。照射試料の相安定性を知る上で分析電子顕微鏡を用いた微小領域の元素分析が重要になるが、実験試料が高い放射能を有すると、バックグランドの増加によりこの実験が不可能となる。この問題を解決するためには、照射試料の放射能を減少させることである。本実験では1つの試みとして、照射試料から打ち抜いた1mmディスクを利用して、放射能を当初の1/100以下に減少させた分析電子顕微鏡用試料の作製に成功した。この結果、中性子照射した試料の放射能を軽減でき、分析電子顕微鏡による微小領域の元素分析が可能になった。

Compositional behavior and stability of MC-type precipitates in JPCA austenitic stainless steel during HFIR irradiation

鈴木 雅秀; 浜田 省三; P.J.Maziasz*; 實川 資朗; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1351 - 1355, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(92)90695-H

日本の核融合炉材料候補材(JPCA)中のTi富化MC型析出物のHFIR照射下での析出挙動についてまとめられた。300Cで34dpaまで照射を行うと、微細なMCが析出する。しかしながら、さらに58dpaまで照射を続けると、MCの密度は減少する。MCの化学組成は、析出物の大きさに強く依存する。熱的に生成したMCも、照射を行うと、照射によって誘起した析出と同様な化学組成、サイズ依存性を有するようになる。本報告では、化学組成のサイズ依存性と析出の照射下での安定性について議論した。

Microstructural evolution in austenitic stainless steels irradiated to 57 dpa in HFIR

浜田 省三; 鈴木 雅秀; P.J.Maziasz*; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.515 - 518, 1991/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(91)90138-W

中性子照射によるスエリングに及ぼす析出物の影響を調べるために、オーステナイトステンレス鋼をHFIRで300~500Cで最大57dpa(~4500appm He)まで照射し微細組織を観察した。実験に用いた試料は改良ステンレス鋼(JPCA)、Type316、2つの低炭素鋼の溶体化処理材(SA)および20%冷間加工材(CW)である。400C以下の照射温度では観察される析出物は少なく、スエリングは材料や照射前処理に依存せず小さい。500CでSAではスエリングは、特に低炭素鋼において、大きい。すべての材料で粗大化したMCやMCが観察され、低炭素鋼では間化合物も観察された。CWではJPCAがスエリングが最も小さく、小さなMCが母相内に均一に観察された。これにより57dpaまでの高照射によってもCWではMCが安定に母相内に存在し、スエリング抑制効果を十分に残していることが明らかになった。