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勅使河原 誠; 土川 雄介*; 市川 豪*; 高田 慎一; 三島 賢二*; 原田 正英; 大井 元貴; 河村 幸彦*; 甲斐 哲也; 河村 聖子; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 929, p.113 - 120, 2019/06
被引用回数：16 パーセンタイル：86.05(Instruments & Instrumentation)ナノダイアモンドは、冷中性子以下のエネルギーにおける反射材として注目されている。ナノダイアモンドを用いた中性子源の高度化には、断面積データの整備が必要である。そのため、この論文では、中性子の透過率の測定から0.2meVから100meVの範囲で全断面積を測定した結果を報告する。測定した全断面積は、エネルギーが低くなるにつれて大きくなり、グラファイトと比較すると0.2meVで約2桁以上高くなることが分かった。その全断面積に占める非弾性散乱の寄与を調べるため、中性子のエネルギー1.2, 1.5, 1.9及び5.9meVで中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、測定したエネルギーにおいて、全断面積に占める非弾性散乱の寄与がほぼ無視できることも分かった。さらに、中性子小角散乱実験の結果から、全断面積の高くなる要因として、前方方向、いわゆる小角方向への散乱の寄与が高いことが示された。
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥*; 古府 麻衣子; 川北 至信; 稲村 泰弘; 神原 理*; 青山 和弘*; 若井 大介*; 原田 正英; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 1021(1), p.012031_1 - 012031_5, 2018/06
被引用回数：5 パーセンタイル：94.52(Nuclear Science & Technology)We report recent issues that have been encountered by AMATERAS, which is a cold-neutron disk-chopper spectrometer installed at the Materials and Life Science Experimental Facility at J-PARC. After the last ICANS meeting held in 2014, AMATERAS has continued its user program. On the other hand, the spectrometer has faced several problems, such as a weak shield at the beam dump, failure of one of the chopper disks and many such problems, which we are currently investigating. Further, several instrumental improvements have been performed, such as background reduction, fixing badly designed parts and other such improvements. Our extensive experience obtained in the period of more than 7 years on one of the world's first pulse-shaping chopper spectrometers may help other researchers who are operating or planning to construct similar spectrometers.
中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 榎枝 幹男
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.11, p.69 - 72, 2015/03
固体増殖水冷却方式のブランケットは既存のPWRの技術の応用が効くことなどから魅力的な概念となっている。ブランケットにおいてはトリチウム増殖比確保の観点から構造材料の薄肉化が求められるが、同時に15MPaに耐える肉厚が必要となる。そのような背景から、高温高圧水中での腐食機構の理解が強く望まれている。本研究では低放射化フェライト鋼F82Hの高温高圧水中での腐食特性に及ぼす溶存酸素量の影響について報告する。流動環境ではDO8ppmを除いて重量が減少しており、低DOの方がより重量減少が顕著であった。重量減少量が小さい試験片では鉄の溶出により形成される鉄欠乏層が小さくなっていることや、表面にヘマタイトが認められたことから、ヘマタイトの形成が重量減少抑制に寄与していると考えられた。
金井 亮彦*; 笠田 竜太*; 中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 榎枝 幹男; 小西 哲之*
Journal of Nuclear Materials, 455(1-3), p.431 - 435, 2014/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Materials Science, Multidisciplinary)The present study reports the compatibility of a reduced-activation ferritic steel F82H exposed to high temperature pressurized water using a rotating disk apparatus at 573 K. Every rotated sample reduces their weight due to water flow. Cross-sectional observations revealed that difference of apparent rotating speed on the microstructural change is limited.
榎枝 幹男; 谷川 尚; 廣瀬 貴規; 中島 基樹; 佐藤 聡; 落合 謙太郎; 今野 力; 河村 繕範; 林 巧; 山西 敏彦; et al.
Fusion Engineering and Design, 89(7-8), p.1131 - 1136, 2014/10
被引用回数：21 パーセンタイル：84.18(Nuclear Science & Technology)我が国の原型炉ブランケット開発の最重要ステップとして、水冷却固体増殖テストブランケット・モジュール(TBM)の開発が進められている。TBM試験と原型炉ブランケット開発のために、モジュール製作技術開発、増殖増倍材ペブル製作技術、トリチウム生成率評価試験と構造設計が行われている。実機構造材F82Hを用いた製作技術開発は、F82Hの工学物性値の評価結果に基づいて実施され、実規模のモジュールの第一壁,側壁,増殖材充填容器、の製作に成功するとともに、第一壁と側壁の接合、厚さ90mmの後壁の実規模モックアップの製作に成功した。モジュール筐体モックアップの製作を検討している。また、トリチウム生産のために必要な技術として、高温での耐久性に優れた先進増殖・増倍材ペブル製作技術の開発を進めた。また、核融合中性子研究施設(FNS)を用いたトリチウム生成回収試験による、トリチウム生産技術開発についても進展した。本報告ではこれらのTBM開発の最新の成果を報告する。
中田 隼矢; 駒崎 慎一*; 中島 基樹*; 幸野 豊*; 谷川 博康; 芝 清之; 香山 晃*
日本金属学会誌, 70(8), p.642 - 645, 2006/08
被引用回数：4 パーセンタイル：34.16(Metallurgy & Metallurgical Engineering)スモールパンチ(SP)試験では、これまで原子力材料の分野で延性脆性遷移温度(DBTT)や靱性の評価などが行われてきた。われわれの研究で、SP試験を改良したSPクリープ試験によって、核融合炉構造材料である低放射化フェライト鋼F82H及びJLF-1の非照射環境でのクリープ特性を評価できることを報告している。今回、SPクリープ試験と同様にF82H及びJLF-1について、非照射環境にて室温と高温域(823
923K)でSP試験を行った結果、標準の高温引張試験結果と良好な相関関係が成立っていることを新たに明らかにした。両試験結果の間には、次のような関係式、
=1.5
+96, 
=0.37
+85が成立つことがわかった。ここで、とはそれぞれSP試験にて局部変形が開始する荷重とその最大荷重である。またと
は引張試験により得られた降伏強度と引張強度である。これらの関係には、鋼種及び温度の明瞭な依存性は認められなかった。以上の結果より、SP試験法によってこれまで報告されてきた靱性やクリープ特性だけではなく、高温引張強度も評価できることがわかった。
Sb
神木 正史*; 岩佐 和晃*; 中島 基樹*; 目時 直人; 荒木 新吾; Bernhoeft, N.*; Mignot, J.-M.*; Gukasov, A.*; 佐藤 英行*; 青木 勇二*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 72(5), p.1002 - 1005, 2003/05
被引用回数：199 パーセンタイル：97.23(Physics, Multidisciplinary)重い電子系超伝導体PrOsSbの磁場誘起秩序相(FIOP相)が、反強四極子秩序相であることを、冷中性子三軸分光器LTASを用いて、磁場中,超低温の中性子散乱実験を行うことによって明らかにした。この実験によって、FIOP相において、0.02
の小さな反強磁性モーメントが誘起されることを観察した。平均場理論による解析から、この反強磁性秩序は、四極子モーメントO
の反強的な秩序によって誘起され、しかもその秩序にはO間の反強四極子相互作用が本質的な役割をしていることが明らかになった。そのため、この秩序が磁場誘起反強四極子秩序であることが結論され、この秩序相が安定化するために、Pr-4f電子が
一重項基底状態及び
三重項第一励起状態を持つことを明らかにした。
中島 基樹; 金井 亮彦*; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 榎枝 幹男
no journal, ,
水冷却固体増殖ブランケットはITER/TBMの日本案であるとともに原型炉ブランケットの有力概念であり、構造材である低放射化フェライト鋼と冷却水との共存性についてのデータ拡充が強く求められている。特に、冷却管の腐食しろを決定するためにも、流動環境下における長時間の腐食・減肉量について評価が必要である。本研究では温度300
C、圧力15MPaの高温高圧水中にて円盤試験片を回転させ、最大5m/sの冷却水の流動を模擬した環境での共存性試験により得られた重量並びに表面性状の変化について報告する。また、流動環境下における腐食への表面仕上げや環境中の溶存酸素量の影響についても併せて検討する。流動のない環境では試験片は重量増加するものの、流動環境下では重量が減少し、流れ加速型腐食発生の可能性が考えられた。また、表面仕上げの影響については短時間では有意な差が認められなかった。
金井 亮彦*; 笠田 竜太*; 小西 哲之*; 中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 榎枝 幹男
no journal, ,
低放射化フェライト鋼に対し、水冷却ブランケット条件を模擬した573K/15MPaの高温高圧水中での腐食試験を実施した。実機における冷却水の流動を模擬するために、円盤上の低放射化フェライト鋼の試験片を毎分1000回転の速度で回転させた。高温高圧水中の溶存酸素量を20ppb以下とした場合、試験片の回転により無回転時には存在した最表面の粒子状酸化物は消失すること、回転の有無によらず酸化物層自体(主にクロマイト)は存在すること、断面切断・研磨の工程において酸化物層内において剥離が生じることが明らかとなった。本実験では酸化物の消失が減肉の要因になっているといえる。組織観察の結果からは、通常の流れ加速型腐食機構にみられる酸化皮膜の流体への溶解に加えて、今回の流動模擬環境下における腐食は、回転によって試験片表面部に生じるせん断力による酸化物層の剥離についても考慮すべきこと、酸化物の脆弱性が減肉挙動に影響する可能性があることが示唆された。
中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 谷川 博康; 榎枝 幹男
no journal, ,
日本は水冷却固体増殖方式をITER-テストブランケットモジュール(TBM)計画において試験し、原型炉においても主案としている。冷却材として水を利用することから構造材料であるF82H鋼と高温高圧水の共存性、特に流動環境下における腐食現象の理解が求められている。本研究では温度300C、圧力15MPaの高温高圧水中にて円盤試験片を回転させ、冷却水の流動を模擬した環境での腐食試験により得られた重量変化ならびに酸化物性状の変化について報告する。流動のない環境では試験片は重量増加するものの、流動環境下では重量が減少し、回転速度200rpmと1000rpmで回転させた場合の重量変化について比較すると、200rpmの試験片の重量減少量は1000rpmのおよそ1/4であることが分かり、回転速度の影響が明瞭にあらわれていた。本講演では、おもに試験片表面および断面観察結果から腐食挙動への流れ場の影響について議論する。
中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 榎枝 幹男
no journal, ,
日本は水冷却固体増殖方式をITER-テストブランケットモジュール(TBM)計画において試験し、原型炉においても主案としている。冷却材として水を利用することから構造材料であるF82H鋼と高温高圧水の共存性、特に流動環境下における腐食現象の理解が求められている。本研究ではF82H鋼に対し、300C/15MPaの高温高圧水中にて円盤試験片を回転させ、冷却水の流動を模擬した環境で腐食試験を実施した。その結果、流動の有無で重量の増減が逆転し、流動環境下での重量変化の傾向と鉄欠乏層の厚さ変化の傾向が一致すると考えられた。
中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 谷川 博康; 榎枝 幹男
no journal, ,
日本は水冷却固体増殖方式をITER-テストブランケットモジュール計画において試験し、原型炉においても主案としている。冷却材として水を利用することから構造材料であるF82H鋼と高温高圧水の共存性、特に流動環境下における腐食現象の理解が求められている。本研究では温度300C、圧力15MPaの高温高圧水中にて円盤試験片を回転させ、流動環境での腐食試験を実施し、溶存酸素量増加に伴う重量変化ならびに酸化物性状の変化について報告する。静水環境では溶存酸素量増加に伴い、わずかではあるが重量変化が低下する傾向が認められた。一方、流動環境下においては重量変化への溶存酸素量の影響は顕著であった。溶存酸素量20ppb3ppmまでは試験時間の増加に伴い、試験片重量は減少していたものの、溶存酸素量8ppmでは試験片重量が逆に増加していた。本講演では、おもに試験片表面および断面観察結果から腐食挙動への溶存酸素量の影響について議論する。
廣瀬 貴規; 酒瀬川 英雄; 中島 基樹; 谷川 博康
no journal, ,
ブランケット構造材料である低放射化フェライト鋼F82Hの材料特性データベース蓄積の一環として、TIGおよび電子ビームにより製作したF82H溶接継手を対象とした物性および強度特性評価試験を実施するとともに、溶接後熱処理が溶接部の強度特性に及ぼす影響を評価した。この結果、720Cにおいて溶接後熱処理した溶接金属部の物理特性は概ねF82H母材と同等であり、母材との有意な差が認められた線膨張率および熱拡散率においても、その違いは約10%であった。強度特性では、溶接金属および変態点以上に加熱された熱影響部において、硬化並びに脆化が確認されたが、750および780Cにおける溶接後熱処理により、母材の強度低下を抑制しつつ硬化を回復できることを得た。
中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 河村 繕範
no journal, ,
日本は水冷却固体増殖方式をITER-テストブランケットモジュール(TBM)計画において試験し、原型炉においても主案としている。トリチウム増殖比の観点から、構造材料である低放射化フェライト鋼F82Hの冷却配管は薄肉化が求められる。一方で300C、15MPaの加圧水型原子炉相当の高温高圧水を用いることから、内圧に耐える肉厚が必要となる。このような背景から低放射化フェライト鋼F82Hと高温高圧水との共存性、特に流動環境下における腐食現象の理解が求められているため、回転円盤を用いた腐食試験を実施し、重量減少への溶存酸素濃度(DO)の影響について検討した。これまでに実施した回転円盤を用いた腐食試験の結果、低DOの環境ほど重量減少が大きくなることを明らかとしている。XRDやEPMAなどを用いて表面酸化物の分析を実施した結果、この腐食抑制はDOの増加により表面酸化物がマグネタイトからヘマタイトに変化したためと考えられた。本研究では高DO環境下で形成される安定な保護皮膜と腐食の関係について議論する。
中島 基樹
no journal, ,
日本は水冷却固体増殖方式をITER-テストブランケットモジュール計画において試験し、原型炉においても主案としている。冷却材として水を利用することから構造材料であるF82H鋼と高温高圧水の共存性、特に流動環境下における腐食現象の理解が求められている。本研究では温度300C、圧力15MPaの高温高圧水中にて円盤試験片を回転させ、流動環境での腐食試験を実施し、溶存酸素量増加に伴う重量変化ならびに酸化物性状の変化について報告する。DOを8ppmまで増加させヘマタイトの保護性皮膜を作成することで、1000rpmの環境下においても重量の減少を抑えることに成功し、流動の影響が極めて小さくなることが明らかとなった。
中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 河村 繕範
no journal, ,
日本では水冷却固体増殖方式のブランケットをITER-テストブランケットモジュール(TBM)計画において試験し、原型炉においても主案としている。本方式では加圧水型原子炉相当の高温高圧水を用いることから、低放射化フェライト鋼F82Hと高温高圧水との共存性の理解が求められている。また、TBMでは入口温度が270C程度、出口温度が320C程度となるため、当該範囲での腐食特性について理解する必要がある。過去に実施したDO20ppbから8ppmの範囲での腐食試験の結果から、DO20ppbの環境で腐食量が最も大きくなることを明らかとしているため、本研究ではDO20ppbで270Cから320Cの温度範囲で腐食試験を実施し、重量減少への試験温度の影響について検討した。腐食試験の結果、DO20ppbでは温度の増加に伴い、腐食量も増加していた。入口温度と出口温度では2倍程度腐食量が違うことが分かった。
河村 繕範; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 中島 基樹; Gwon, H.; 宮田 訓; 佐藤 聡
no journal, ,
日本国内機関は、ITERのテストブランケット試験計画に水冷却固体増殖方式のリード極として参加している。2014年11月にTBM取り決めを締結し、2015年2月に概念設計レビューを受け、3件のカテゴリ-1の解決課題の指摘を受けた。この課題の解決は次の設計段階へ進む上でのホールドポイントになっており、解決に向けて注力している。また、日本のシステムの固有の課題として低放射化フェライト鋼の流れ加速腐食について研究を進めており、最近の進捗について紹介する。
Gwon, H.; 谷川 尚; 中島 基樹; 廣瀬 貴規; 河村 繕範
no journal, ,
中性子照射により、プラズマ停止後にもブランケット内には崩壊熱が生じるため、冷却材喪失に伴う温度の過度な上昇が懸念されている。本研究では、ブランケットの構造と受動的な冷却能との関係に注目し、温度上昇の緩和が可能か検討した結果を報告する。増殖材および増倍材のぺブル充填体および補強リブの挿入方向を変えた構造について、2次元の核熱連成計算コードであるDOHEAT3を用いた過渡熱解析により、筐体の熱応答特性を評価した。合わせてトリチウム増殖性能も評価した。得られた結果をもとに、崩壊熱の冷却の観点からブランケットの設計に有効な方針を提案する。
中島 基樹; 廣瀬 貴規; Gwon, H.; 谷川 尚; 河村 繕範
no journal, ,
日本では水冷却固体増殖方式のブランケットが原型炉の主案であり、ITER-TBM計画において実証試験を行う。本方式では加圧水型原子炉相当の高温高圧水を用いることや、入口温度が270C程度、出口温度が320C程度となることから、当該温度範囲でのブランケット構造材料である低放射化フェライト鋼と流動高温高圧水との共存性の理解が求められる。本講演では、脱気条件であるDO20ppbと、酸素飽和条件であるDO8ppmで270Cから320Cの範囲で250時間の流動腐食試験を実施した結果について報告する。
谷川 尚; Gwon, H.; 廣瀬 貴規; 中島 基樹; 河村 繕範
no journal, ,
核融合炉におけるブランケットは、熱の取り出し、燃料であるトリチウムの生産、中性子の遮蔽、の機能を持つ機器である。これらの機能を同時に満たすために固体増殖方式のブランケットでは、低放射化フェライト鋼製の筐体に増殖および増倍材料の粒子を充填し、高温・高圧の水やヘリウムで冷却する構造としている。本研究では、開発を進めている水冷却方式のブラケットの筐体を対象とし、構造健全性を評価する。評価には圧力容器構造基準を採用し、ブランケット筐体への適用性について検討する。ASME Boiler and Pressure Vessel Codeにしたがって、最も負荷の厳しい第一壁に注目して応力状態を評価した。一次応力の制限、一次+二次応力の制限、ひずみの制限などについて評価し、いずれの項目についてもITERの条件に対しては基準を満足することを明らかにした。
