「もんじゅ」長寿命制御棒開発に関する基礎試験; ポーラスプラグのナトリウム中特性評価

吉田 英一; 桜井 方*; 柴原 格

JNC TN9400 2003-050, 77 Pages, 2003/03

JNC-TN9400-2003-050.pdf:5.93MB

「もんじゅ」長寿命制御棒開発における概念候補のナトリウムボンド・ダブルポーラスプラグ型制御要素では、ポーラスプラグのナトリウム透過性および保持差圧特性が、ボンド役割を成すナトリウムの充填性や制御要素内ガスプレナム長さを決定する重要な因子となる。本研究では、高温ナトリウム中におけるポーラスプラグの基礎的な特性を実験的に明らかにするとともに、これらの特性評価式の策定を行い、その記述性を検討した。実験は、公称気孔径70m400mのSUS316製ポーラスプラグを用い、実機の制御要素ピンで使用される温度190650において、制御棒装荷時のナトリウム透過圧および定常運転時のHeガスの保持差圧(ガスバブリング後の平衡圧)を測定し、評価の上で必要となる基礎データを取得した。

Millimeter wave sintering of BC by using a compact gyrotron system

星月 久昇*; 光藤 誠太郎*; Glyavin, M.*; Eremeev, A.*; 本田 知己*; 岩井 善郎*; 北野 彰洋; 石橋 淳一; 西 裕士; 柴原 格; et al.

Proceedings of 28th International Conference on Infrared and Millimeter Waves (IRMMW 2003), P. 1005, 2003/00

ミリ波焼結の技術を用いて焼結し、BCペレットの高密度化・高強度化を達成することにより、制御棒の長寿命化を図っている。現在、2000を超える焼結が可能となり、高密度な焼結体を目指している。今回はその焼結についての経過を報告する。

Decontamination and modification of - hot cell in the materials monitoring facility

秋山 隆; 青木 法和; 大森 雄; 原 光男; 柴原 格

3rd Int.Conf.on Nuclear Engineering, 0 Pages, 1995/00

照射材料試験施設にある-セルは、高速炉燃料被覆管の照射後強度試験を行うユニ-クなホットセルとして1973年以来運転してきたが、さらに、高性能と燃料の開発を目指してセル内機器の高度化遠隔保守性の改良を目的とするデコミッショニングを行っている。このプロジェクトに当たっては従来の運転・保守経験に基づき、新しいデコミッション技術を採用している。この技術は、ドライアイスブラスト電解研磨除染及びエアプラズマによる遠隔解体技術によるもので、作業被ばく廃棄物量の大幅な低減を図るものである。

照射相関に立脚した圧力容器鋼の照射脆化機構研究の現状

石野 栞*; 関村 直人*; 鈴木 雅秀; 浅野 恭一*; 永川 城正*; 柴原 格*

日本原子力学会誌, 36(5), p.396 - 404, 1994/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.36.396

原子力機器の高信頼性、長寿命化への要求がさらに高まるのに伴い、照射環境における材料挙動を機構論的理解の上に立って評価することに関心が持たれるようになっている。異なった照射条件下の材料挙動を関連づけていく場合のスケーリング則を「照射相関」と呼ぶが、圧力容器鋼の照射脆化予測も機構の理解の上に立ち、照射相関の考えに基づいて行うことが精度の向上につながると考えられる。ここでは、照射脆化機構研究についての現状を解説する。

Swelling of Advanced Austenitic Stainless Steels Developed for the Environment of Heavy Neutron

柴原 格; 小野瀬 庄二; 赤坂 尚昭

6th Int.Conf.Fusion Reactor Materials (ICFRN-6), 1 Pages, 1993/09

高速炉用に開発したPNC316,PNC1520改良オーステナイト鋼は非常に優れた耐スエリング特性を示す。これは照射中に生じる微細な隣化物がボイドの成長を抑制しているためである。単純合金でも同様な隣化物の効果が認められ,改良鋼の耐スエリング性の改善を裏付けているが溶体化処理した実用鋼では隣化物の効果が認められず,むしろ照射中に発達する照射誘起炭化物等によるスエリングの増大がある。この結果から,実用鋼においては冷間加工が重要な役割を果たし,その状態下で隣化物が一層の改善効果を果たしていることが明らかになった。

Mechanical Properties Change by Irradiation and The Evaluations for H.T.Zr-2.5wt%Nb FUGEN Pressure

小池 通崇; 秋山 隆; 永松 健次; 柴原 格

10th International Symposium on Zirconium in the Nuclear Industry, 0 Pages, 1993/00

ふげん発電所の圧力管は内部に燃料集合体を収納しているので,高い中性子照射を受ける。従って,照射下での材料特性を確認することは,圧力管の健全性を評価する上で重要である。このため,圧力管監視試験片を運転初期より「ふげん」の特殊燃料集合体内部に組み込んで,圧力管材料の照射を行っている。そして,定期的に監視試験片を取り出して引張試験,曲げ試験,バ-スト試験,腐食試験,水素分析及び金相試験等の照射後試験を実施している。引張強さ及び降伏応力は照射によって増加し,伸びは若干減少する。破壊靱性値は照射によって初期低下するがその後一定となる。腐食量及び水素吸収量は設計値よりも十分小さく,水素脆化の小さいことがわかった(吸収1ppm/年)。諸特性の照射による変化については考察を加える。

Evaluation of driver fuel performance in the Joyo Mk-II core

浅賀 健男; 桂川 正巳; 岩永 繁; 野村 茂雄; 柴原 格; 鹿倉 栄

Journal of Nuclear Materials, 204, p.102 - 108, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(93)90205-D

「常陽」MK-II炉心で認可燃焼度まで照射された燃料を含む炉心燃料集合体の照射後試験を実施し,これらに基づいた燃料集合体,燃料要素の照射性能,設計に対する裕度評価を実施した。燃料集合体の挙動評価では,ラッパ管変形(ふくれ,曲り)やラッパ管と燃料要素束間の相互作用は緩やかなものであり,寿命制限因子とはなっていないことを示すとともに,スエリングとクリ-プによる変形の分離評価等,ラッパ管照射挙動に関する基本的照射特性デ-タを把握した。また燃料要素挙動については設計と関係の深いFCCI挙動,FPガス放出挙動,ピン外径変化挙動に着目した評価から,燃料要素の挙動は設計基準を下回っており,寿命に対して十分な裕度を有していることを示した。以上の評価からMK-V炉心燃料の認可燃焼度までの健全性を確認するとともに,認可燃焼度を現状から伸長する可能性が十分あることを明らかにした。

高速炉照射したステンレス鋼の照射腐食割れ挙動,1

塚田 隆; 芝 清之; 中島 甫; 薄井 洸; 近江 正男; 後藤 一郎; 加藤 佳明; 中川 哲也; 川又 一夫; 田山 義伸; et al.

JAERI-M 92-165, 41 Pages, 1992/11

JAERI-M-92-165.pdf:4.99MB

原研及び動燃による共同研究「中性子照射材料の破壊特性評価試験」のうち、高速炉「常陽」で使用済みのラッパー管を供試材として行った、水中応力腐食割れ性評価試験の結果について報告する。原研では平成元年度より炉心構造材料の照射腐食割れ研究を行っており、一方動燃では燃料集合体の照射後水中裸貯蔵に関連して水環境下での照射後ステンレス鋼の応力腐食割れ(SCC)感受性評価が課題となっている。本研究では、照射量810n/cm(=約40dpa)のラッパー管より試験片を製作し、溶存酸素32ppmの純水中で60C、200C、300Cにおいて低歪速度引張試験を実施した。その結果、60Cでは完全な延性破断を確認したが、300Cの水中では破断面の一部に粒界破面が観察された。これらの結果から、高速炉照射したステンレス鋼は、常温においてはSCC感受性を示さないが、高温水中においてはSCC感受性を持つようになると考えられる。

Evaluation of irradiation assited stress corrosion cracking (IASCC) of type 316 stainless steel irradiated in FBR

佐藤 義則; 柴原 格; 中島 甫*; 実川 資郎*

Journal of Nuclear Materials, 0 Pages, 1992/00

高速実験炉「常陽」で使用されたラッパ管から採取した20%冷間加工SUS316鋼について照射誘起応力腐食割れ感受性及び照射誘起偏析挙動を評価するため空気中及び溶存酵素を含む純水中での低ひずみ速度引張(SSRT)試験及び電気化学的再活性化(EPR)試験を実施した。照射温度は425,中性子照射量は8.3E(+26)n/m2(B0.1MeV)(40dpaに相当)であった。SSRT試験では,200及び300の水中試験において粒界割れが認められたが,60の水中試験及び300の空気中試験においては粒界割れは認められなかった。このことから照射によって水中の応力腐食割れ感受性が促進されることが分かった。EPR試験によって結晶粒内腐食に加えて結晶粒界腐食も観察された。これは照射によるCrの欠乏が粒界や粒内の欠陥集合体位置で生じることを示す

BC中性子吸収材の照射挙動; 「常陽」AMIR照射試験結果

木村 好男; 皆藤 威二; 小野瀬 庄二; 佐藤 義則; 柴原 格

PNC TN9410 91-171, 17 Pages, 1991/04

PNC-TN9410-91-171.pdf:0.66MB

BC中性子吸収材は、中性子吸収能力が高いなど多くの利点を有しているが、照射に伴うHeの放出やスエリングが原因で制御棒の寿命が決定づけられており、これらBC中性子吸収材の挙動を明らかにすることが今後の制御棒の長寿命化および信頼性向上に有効である。本報告では、「常陽」AMIR照射によって得られた最近の試験結果から、BCの照射挙動に影響を与える因子について検討し、今後の課題と改善策を再確認することを目的とした、得られた結論は以下とのとおりである。1)BCペレットからのHe放出は、燃焼度10010cap/cm以上で加速されるため、従来「もんじゅ」で用いられてきた設計式の高燃焼度側への適用には限界があり、シール型吸収ピンの長寿命化を目指す場合には、高燃焼度側のHe放出データをさらに充実させる必要がある。2)He放出挙動には、濃縮度および結晶粒度依存性が認められた、これらペレット因子に着目して、He放出量評価値の合理化ができる可能性はあるが、このためには濃縮度と粒径のペレットスエリングへの影響評価が必要である。3)ペレットのスエリングに起因する被覆管との機械的相互作用(ACMI)はペレットの割れとその破片の移動・再配置(リロケーション)によって促進され、吸収ピン寿命を決定する。リロケーションの程度は、ペレットと被覆管の間のギャップが大きい場合に助長されるが、この挙動は多分に偶発的であり、定量的な予測は困難である。この改善策としては、シュラウド型吸収ピンが有効であると考えられる。4)ペレットの熱伝導度の照射による低下は、照射によって生じたマイクロクラックを含むミクロな損傷が支配因子である。この改善策としてはBCのサーメット化がある。