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瀧澤 健太郎*; 掛橋 和幸*; 福田 敏昭*; Kida, Toru*; 沢 和弘; 角田 淳弥; 加藤 雄大*; Snead, L. L.*
Ceramic Materials for Energy Applications; Ceramic Engineering and Science Proceedings, Vol.32, No.9, p.13 - 19, 2011/11
高強度を有する微粒等方性黒鉛は、HTGR及びVHTR黒鉛構造物の有力な材料である。黒鉛構造物の寿命は、おもに照射後の残留応力で決まる。そのため、より高強度な原子炉級黒鉛の開発し設計に裕度を与えることで、黒鉛構造物の寿命延長が可能になるばかりではなく、経済性も大きく向上する。東海カーボンでは、30MPa以上の引張強度を有するG347S及びG458S黒鉛を対象にして、VHTR黒鉛構造物のため新たな原子炉級黒鉛の開発を始めた。照射は、オークリッジ国立研究所の高中性子束アイソトープ原子炉を用い、照射量は30dpa、照射温度は300-900
Cであり、照射後試験として寸法変化、弾性率、熱膨張率等の測定を予定している。また、日本原子力研究開発機構と共同で未照射材及び照射材の特性評価を行う予定である。ここでは、G347SとG458SのR&D計画を紹介するとともに、特性評価の結果及び照射試験計画を示す。
柴田 大受; 角田 淳弥; 牧田 太陽*; 高木 俊*; 國本 英治; 沢 和弘
Ceramics in Nuclear Applications, Vol.30, Issue 10, p.19 - 32, 2009/11
日本原子力研究開発機構(JAEA)では、超高温ガス炉(VHTR)の研究開発を進めている。VHTRの炉内構造物は高温工学試験研究炉(HTTR)よりも厳しい条件で使用されるため、耐熱性に優れたセラミックス複合材料の開発が重要である。C/C複合材料及びSiC/SiC複合材料は、これまでの金属材料製の制御棒に代わる有力な候補材料である。JAEAはこれら複合材料の制御棒への応用について、(1)データベース確立、(2)設計、(3)HTTRにおける実証、の流れに沿って研究開発を進めている。本論文は、これらの研究開発計画について述べたものであり、成果の一つとして、黒鉛化処理を施したC/C複合材料については、黒鉛と同様の照射挙動であり、これまでに蓄積した黒鉛の照射データベースが利用できることを示した。また、HTTRでは大型構造物の照射試験が可能であり、複合材料製の制御棒開発の最終段階で必要となる実証試験を行うことができる。
野澤 貴史; 谷川 博康; Park, J.-S.*; 香山 晃*
Proceedings of 33rd International Conference on Advanced Ceramics and Composites (CD-ROM), p.65 - 76, 2009/09
SiC/SiC複合材料はさまざまなエネルギー産業における有力な材料である。実用化に向けた主要な項目に、擬延性複合材料の設計基準の開発がある。そのため、亀裂進展挙動の解明は必須である。このような背景のもと、複合材料の破壊抵抗の定義は重要で、本論文ではさまざまなノッチ試験片を用いて評価する。初期検討により、非線形破壊力学を主体とした破壊抵抗の解析法の高度化を実施した。本解析法により、非可逆エネルギーの寄与を分離評価することが可能となった。本手法をナノインフィルトレーション遷移共晶相で作製されたSiC/SiC複合材料に適用したところ、(1)ノッチ鈍感性,(2)有意な試験片サイズ効果がないこと,(3)優れた亀裂抵抗が明らかとなった。
野澤 貴史; 實川 資朗; 谷川 博康
no journal, ,
SiC/SiC複合材料は先進核融合DEMO炉の構造材料の一つである。DEMOの工学設計のため、信頼性に富む実用データベースと関連する試験法の開発は必須である。また、本材料の実用化に向けては機械的特性,物理特性への照射効果の理解は必須である。このような背景のもと、SiC/SiC複合材料の研究開発は日欧の幅広いアプローチ活動にかかわる国際核融合研究センター事業において、主要な研究開発項目に挙げられるに至った。本研究開発では、(1)機械特性の評価と(2)物理/化学特性の評価を行う。特に日本側は、(1)照射研究のための微小試験片法の開発と寿命と強度異方性に関するデータベースの整備,(2)物理特性の評価と照射下その場測定技術の開発,(3)強度特性への照射効果の影響を模擬する基礎モデルの開発を行う。
