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論文

Research on hydrogen safety technology utilizing the automotive catalyst

大野 瞳*; 竹中 啓恭*; 喜多 知輝*; 谷口 昌司*; 松村 大樹; 西畑 保雄; 日野 竜太郎; Reinecke, E.-A.*; 高瀬 和之*; 田中 裕久*

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 11(1), p.40 - 45, 2019/05

Safety management technology of hydrogen gas is extremely important not only for nuclear power generation but also for future society. A brand-new passive autocatalytic recombiner (PAR) system utilizing the monolithic "intelligent catalyst" has been studied for the long-term storage of high-concentration radioactive materials related to the decommissioning of nuclear reactors. The monolith-type automotive catalyst showed high hydrogen conversion activity from a room temperature in a large scale reactor of REKO-4. It became clear that natural convection by reaction is greatly improved by roughening the cell density of the monolith catalyst especially under static environmental conditions such as in a storage container. Taking advantage of this superior catalytic property, we aim to complete the safety technology for storage containers at an early stage and advance the development of highly active catalyst from further low temperature.

論文

A Consideration on the use of shear waves to improve the sensitivity of an optical ultrasonic sensor for under-sodium viewers

猿田 晃一; 白濱 卓馬*; 山口 智彦; 上田 雅司

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 10(2), p.1 - 8, 2018/08

The present work is intended to investigate shear waves induced on stainless steel diaphragms by the incidence of ultrasonic waves, with the main emphasis on the understanding of the generation mechanism of the resultant second wave, in order to explore the possible use of the shear waves for improvement of the sensitivity of an optical ultrasonic sensor used for under-sodium viewers. The response of the diaphragms exposed to ultrasonic waves with different pressure profiles is measured by a heterodyne interferometer to examine the location where the shear waves are excited. The generation of the second wave is interpreted on the basis of interference of these shear waves. The effectiveness of the use of the shear waves is demonstrated by an improved sensitivity of 0.26 nm/kPa for a 3-mm-diameter and 5-$$mu$$m-thick diaphragm. This sensitivity is approximately 7 times as high as the sensitivity achieved with the first wave, which is the displacement of the diaphragm caused by directly incident ultrasonic waves.

論文

Prediction method of improved residual stress distribution by shot peening using large scale analysis method

生島 一樹*; 柴原 正和*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(3), p.NT87_1 - NT87_5, 2017/11

In this work, an analysis system that can analyze the modification of the residual stress distribution by peening is proposed based on IEFEM. In the proposed analysis system, IEFEM is extended to consider the dynamic effect to analyze the dynamic phenomenon with an impulsive load. The impulsive load due to the collision of shots is modeled as an equivalent load model. The equivalent load model is integrated with IEFEM considering the dynamic effect to calculate spatially and temporally random load in dynamic analyses. Using the proposed analysis system, the residual stress distribution modification by shot peening in a multi-pass welded pipe joint is predicted. The residual stress distributions obtained by the analysis are compared with those measured by X-ray diffraction (XRD), and the effect of the number of shot collisions on the change in residual stress distribution is discussed.

論文

Thermal management of heat resistant FBG sensing for high temperature industrial plants

西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 古澤 彰憲; 鳥本 和弘; 上田 雅司; 福田 直晃*; 平尾 一之*

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(2), p.52 - 59, 2017/08

超短パルスレーザーによる点描加工を用いて耐熱FBGセンサを製作した。このFBGセンサは高温の産業プラントの熱管理に最適のセンサである。ここでは金属モールドの内部に耐熱FBGセンサを埋め込み、ナトリウム循環配管に設置した。配管にはナノサイズ銀粒子による接着を行った。ナトリウム循環配管はナトリウム取扱い技術高度化のための実証施設である。この施設では500度を超える高温ナトリウムを毎秒5メートルの流速で循環させることが可能である。耐熱FBGセンサは配管エルボに設置され、熱膨張を明確に検出できた。さらに、急激な冷却過程では配管の収縮過程を解明することができた。我々は、耐熱FBGセンサを用いることで高温産業プラントに対して先進的な遠隔からの熱管理が可能であることを提案する。

論文

R&D of multi-frequency ECT algorithms for FBR SG tubes

Mihalache, O.; 山口 智彦; 白濱 卓馬; 上田 雅司

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(2), p.60 - 65, 2017/08

The adherence of sodium on the external surface of steam generator tubes (SGs) of Fast Breeder Reactors (FBR) adds an additional level of complexity in the in-service inspection (ISI) of SGs using eddy current testing (ECT). The paper focusses on research and development (R&D) of novel multi-frequency (MF) algorithms, based on ECT signals, special developed and tuned to enhance the signal from defects located on external SG tube surface and to suppress electromagnetic noise from the conductive sodium and SG support plates. The application of the MF algorithm is investigated using both three-dimensional finite element (FEM) simulations and experimental measurements from SG tubes soaked and then drained of sodium, in a sodium tank mock-up.

論文

Ultrasonic guided wave approach for inspecting concave surface of the laser butt-welded pipe

古澤 彰憲; 西村 昭彦; 武部 俊彦*; 中村 将輝*; 竹仲 佑介*; 西條 慎吾*; 中本 裕之*

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(2), p.44 - 51, 2017/08

本論文では、配管のレーザー突合せ溶接に対して超音波ガイド波検査法が適用可能であるかを調査する。10種類の異なる溶接条件で作成した突合せ溶接配管試験体に対して超音波ガイド波試験を行い、検査信号の解析を行った。励起した超音波ガイド波はTモードガイド波であって、その励起と受信にはEMATを使用した。試験で得られたガイド波信号を解析することで溶接不良部からのガイド波検出信号が明瞭に測定される一方、十分に溶け込んだ溶接部からは反射信号がなく、突合せ溶接された溶接部の状況とガイド波検出信号に相関があることを確認し、超音波ガイド波検査法はレーザー突合せ溶接に対して適用可能性があることを示した。

論文

Effects of metallic diaphragms on sensitivity characteristics of an optical ultrasonic sensor and reduction of interrogation time based on wavelength division multiplexing for under-sodium visual inspection

猿田 晃一; 山口 智彦; 上田 雅司

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 7(4), p.NT75_1 - NT75_8, 2016/02

We have experimentally examined the effects of the metallic diaphragms on the sensitivity characteristics of an optical ultrasonic sensor and investigated the multiplexed interrogation of the diaphragms based on WDM technique. The experimental results show that the sensitivity can be increased by use of thinner and lighter diaphragms. It has also been found that by taking advantage of the interference of the lamb waves propagating through the diaphragm, the sensitivity can be further enhanced by a factor of approximately 5 to 6 with decreasing diameter. The multiplexed interrogation based on WDM technique has been demonstrated in the case of two wavelengths. From this experimental demonstration, we consider that the interrogation time can be significantly reduced by increasing the number of multiplexed wavelengths.

論文

Inventory estimation of $$^{137}$$Cs in radioactive wastes generated from contaminated water treatment system in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

加藤 潤; 目黒 義弘

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 7(2), p.138 - 144, 2015/08

福島第一原子力発電所の汚染水処理システムの一環として稼働しているセシウム吸着装置及び第二セシウム吸着装置から発生した使用済みセシウム吸着塔、もしくは現在停止している除染装置から発生したスラッジといった廃棄物中の$$^{137}$$Cs濃度は、汚染水の分析データを用いて算出された。それに基づき、汚染水処理システムによる2011年6月6日から2014年8月12日までの$$^{137}$$Csの総除染量が見積もられた。

論文

Evaluation of wall thinning of the steel piping after long term operation at Fugen Power Station

安藤 亮介; 阿部 輝宜; 中村 孝久

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 6(4), p.153 - 164, 2015/02

「ふげん」実機材を対象として各経年劣化事象への研究適用性、有用性の検討の一環として、二次冷却系の鋼管の減肉の調査を行った。廃止措置により解体作業が進められている「ふげん」実機配管の肉厚の詳細測定結果等を行い、検査結果と補充することで減肉率データの信頼性について検討を行った。更に、「ふげん」実機データに基づき、配管減肉予測式精度の向上、配管減肉管理の合理化、配管減肉対策の妥当性検証について検討を行った。

論文

Research of estimation method of thermal aging embrittlement on cast austenitic stainless steel

阿部 輝宜; 野際 公宏*; 鬼塚 貴志*; 中村 孝久; 榊原 安英

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 6(4), p.146 - 152, 2015/02

廃止措置が進められている「ふげん」より採取された実機材を用いて熱時効脆化の発生状況を確認すると共に、脆化予測式モデルの妥当性について検討を行った。シャルピー衝撃エネルギーの実測値に対して、H3Tモデルによる予測値は脆化の程度を厳しく予測していることが確認された。また同時に活性化エネルギーや脆化の感受性などについて、脆化機構に基づいた検討を行うことにより、脆化予測の高精度化の余地があることが示唆された。

論文

Study on the structural integrity of RPV using PFM analysis concerning inhomogeneity of the heat-affected zone

眞崎 浩一; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 5(2), p.85 - 92, 2013/08

原子炉圧力容器鋼の熱影響部に対する監視試験片の必要性判断に資するため、HAZの非均質な特性に関する研究を行った。溶接材に近い位置のHAZは、マルテンサイトと下部ベイナイトの混合組織により、母材に比べて高い破壊靭性を示した。一方で母材に近い位置のHAZは、上部ベイナイトの母材と同じ相に起因して、母材に比べ同等もしくはわずかに低い破壊靭性を示した。原子力機構ではHAZの非均質性を考慮した加圧熱衝撃時の非延性き裂進展解析手法を整備し、確率論的破壊力学コードPASCAL3に導入した。想定欠陥の分布と化学組成を変えた事例解析をPASCAL3を用いて実施した。高照射量を仮定し、欠陥が溶接材近くの熱影響部に存在すると想定した場合、加圧熱衝撃時のRPVの破壊確率が母材よりも小さくなり、母材に近い位置に存在する場合には、母材とほぼ同等となることが示された。

論文

Fabrication of micro capsule containing fluorescent magnetic particles for advanced inspection of heat exchanger tubes

伊東 富由美; 西村 昭彦

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 4(2), p.57 - 63, 2012/08

溶接部欠陥の検査技術の1つとして蛍光磁粉を用いた磁粉探傷試験がある。伝熱管の検査技術に適用する磁粉探傷試験を高度化するため、複雑な形状及び深さが数$$mu$$m以上の欠陥でも検出可能という特徴を活かしつつ、伝熱管内に磁粉を散布するという短所の改善が必要である。ここではミリメートルサイズの欠陥に磁粉を集合するため、磁粉を内包したマイクロメートルサイズのカプセルの作製を行った。この作製したマイクロメートルサイズのカプセルは磁力線に集合することを確認した。これにより磁粉の回収が容易となり、高経年化する軽水炉の検査技術に役立つ手法となる。

論文

Future bearing inspection system using portable linac X-ray source

山本 智彦; 上坂 充*

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 2(4), p.200 - 206, 2011/02

ベアリングのリアルタイム検査のためにX-band電子線形加速器(linac)を用いたコンパクトX線源を開発した。このシステムはパルスX線を発生させることができるゆえ、X線の繰り返しとベアリングの回転数を合わせることで回転を止めることなく静止画撮影が可能である。実際に回転機器の静止画取得に成功している。さらに高周波源としてマルチビームクライストロン(MBK)を使用した先進的なX線源の開発を始めた。この論文は将来的なベアリングの状態監視保全(CBM)のための先進的加速器X線システムパラメータを示したものである。

論文

Evaluation of weld residual stress near the cladding and J-weld in reactor pressure vessel head for the assessment of PWSCC behavior

勝山 仁哉; 宇田川 誠; 西川 弘之*; 中村 光行*; 鬼沢 邦雄

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 2(2), p.50 - 64, 2010/08

溶接残留応力は、き裂の発生・成長に影響を及ぼすため、原子炉圧力容器の構造健全性を評価するにあたり最も重要な因子の1つである。圧力容器の内面は腐食を防ぐためステンレス鋼が肉盛溶接されている。上蓋貫通のJ溶接部には、溶接金属としてNi合金が用いられる。このような異材溶接部には、溶接後熱処理を施した後も残留応力が残る可能性がある。そこで本研究では、DHD法により残留応力を測定するとともに、相変態を考慮した熱弾塑性クリープ解析を実施した。解析結果と実測値の比較から、両者はおおむね一致するとともに、解析精度向上のためには相変態の考慮が重要であることを見いだした。求められた残留応力分布を用いて、確率論的破壊力学解析コードを用いて、PWSCCに対する残留応力分布及びき裂進展速度のばらつきがき裂進展に及ぼす影響を評価した。

論文

Activities on public awareness of a prototype fast breeder reactor, Monju, and casebook of potential troubles

柳澤 務; 田畑 広明; 森 将臣

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 2(1), 7 Pages, 2010/05

高速増殖原型炉もんじゅでは、1995年に発生したナトリウム漏えい事故後、失った信頼を回復するためさまざまな理解活動に取り組んできた。その中で、「もんじゅ」のプラント状況の進捗に応じて「想定される事故・トラブル等の事例とその対応」を取りまとめ、作成・配布し、運転再開に向けた理解活動を続けており、これらの取り組みについて紹介する。また、「もんじゅ」の概要・特徴などについても紹介するとともに、最近「もんじゅ」で発生したトラブルや国内外のトラブル事例も踏まえ、さらに、運転再開(性能試験開始)時に実施する炉心確認試験のときに想定されるトラブル事例と合わせて追補版として取りまとめており、これらの運転再開に向けた取り組みを紹介する。

論文

Examination of relation between IASCC susceptibility and magnetic property

高屋 茂; 永江 勇二; 吉武 庸光; 根本 義之; 中野 純一; 上野 文義; 青砥 紀身; 塚田 隆

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 1(1), p.44 - 51, 2009/05

中性子照射されたモデル合金についてSSRT試験により評価されたIASCC感受性と磁束密度を比較した結果、SCCへの中性子照射の影響が確認される場合については、両者の間に、照射量や化学組成によらない関係が認められた。さらに、非照射模擬劣化材について磁束密度の測定を行い、磁束密度が増加するためには、化学組成の変化だけでなく、欠陥の導入も必要であることを示した。これらの結果は、磁束密度測定によるIASCC感受性の非破壊評価の可能性を示している。

論文

Investigation of the on-line monitoring sensor for a pipe wall thinning with high accuracy

田川 明広; 藤木 一成; 山下 卓哉

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 1(1), p.52 - 62, 2009/05

日本の原子力発電所では、時間基準保全から状態基準保全に移行しつつある。しかし、配管減肉に限定したとき、オンラインモニタリング可能なセンサはなかった。そこで、電磁超音波探触子(EMAT)を用いた、200$$^{circ}$$Cの高温環境下で接触媒質を用いずにオンラインモニタリング可能であるセンサを開発した。減肉の測定方法は、超音波の受信間隔から板厚を測定するパルスエコー法(PE法)と共鳴周波数から板厚を求める電磁超音波共鳴法(EMAR)を用いた。開発したセンサは200$$^{circ}$$Cの環境で、EMARで2mm$$pm$$0.01mm、PE法で5mm$$pm$$0.04mmの厚さが測定可能であった。また、磁石の初期減磁による影響を考慮できる200時間の耐久性を有することも確認した。

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