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野本 恭信; 水田 直紀; 守田 圭介; 青木 健; 沖田 将一朗; 石井 克典; 倉林 薫; 安田 貴則; 田中 真人; 井坂 和義; et al.
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 7 Pages, 2023/05
JAEA initiated an HTTR heat application test plan to develop for coupling technology between HTGR and hydrogen production facility. The principal objective of this test plan is to establish the high safety coupling technology for coupling a hydrogen production facility to HTGR through the demonstration of a hydrogen production by the proven technology of methane steam reforming method utilizing the HTTR as a high temperature heat source. The other objective is to develop for coupling equipment such as a high temperature isolation valve, a helium gas circulator and a high temperature insulation pipe. This paper describes the overview of an HTTR heat application test plan such as a draft test schedule and test targets for the demonstration of a hydrogen production. This paper also presents basic specifications of an HTTR heat application test facility such as the HTTR modification strategy, overall system configuration and heat and mass balance at rated test operation for the demonstration of a hydrogen production. Furthermore, the operation plan during the normal start-up and shut-down processes is proposed.
O-2SiO, NaO-2SiO and KO-2SiO河口 宗道; 宇埜 正美*
Journal of the Ceramic Society of Japan, 128(10), p.832 - 838, 2020/10
被引用回数：2 パーセンタイル：16.44(Materials Science, Ceramics)本研究では、移動度係数(
)を新しく定義することで、溶融酸化物系におけるフェーズフィールド法(PFM)の技術を開発した。一定の移動係数を用いたPFM計算から得られた結晶成長速度(
)は、normal growthモデルの熱力学的推進力と同程度であった。またの温度依存性は、実験から得られた結晶成長速度とから決定し、その決定したを使って、二酸化アルカリケイ酸ガラスのLiO-2SiO, NaO-2SiO, KO-2SiOの結晶成長速度(
)をシミュレーションした。の温度依存性は定性的および定量的に非常に良く一致したため、本PFM計算はの有効性を実証した。特に、PFM計算によって得られたは、融点(
)で増大し、-100Kでピークを示した。さらなる温度の下降では、は明確に0ms
に近づくことが分かった。この振舞いは、界面のジャンプ過程を表現するによってが制限されているためである。のパラメータ
の感度についてもPFM計算を行い、が
から
まで増加すると、のピークはより急峻に、ピーク温度は高温側にシフトすることが分かった。アルカリ金属の原子番号が増加するにつれてイオンポテンシャルは減少するので、のパラメータ
とは、それぞれ指数関数的に増加、直線的に減少することになったと考えられる。本計算によりのとは互いに密接な関係であることが分かった。
知見 康弘; 佐藤 賢二*; 笠原 茂樹; 梅原 隆司*; 塙 悟史
Proceedings of Contribution of Materials Investigations and Operating Experience to Light Water NPPs' Safety, Performance and Reliability (FONTEVRAUD-9) (Internet), 10 Pages, 2018/09
一次系冷却水中での応力腐食割れ(PWSCC)進展挙動への亜鉛注入の影響を調べるため、加圧水型軽水炉(PWR)一次系水模擬環境での10%冷間加工600合金の亀裂進展試験を、320
C、低濃度(5
10ppb)の亜鉛注入、溶存水素濃度(DH)5, 30、及び50cc/kgH
Oの条件下で実施した。その結果、亀裂進展速度のDH依存性が亜鉛注入なしの試験データに基づく亀裂進展速度の予測値と同様の傾向を示し、実機環境を模擬した低濃度亜鉛注入が亀裂進展挙動に及ぼす影響はほとんど見られなかった。そこで、亀裂進展試験後の試験片の亀裂内及び表面に生成した酸化皮膜の微細組織分析を実施したところ、試験片表面の酸化皮膜からは亜鉛が検出されたが、亀裂内に生成した酸化皮膜からは亜鉛が検出されなかった。このことから、亀裂先端部の酸化皮膜への亜鉛の取り込みがないことが亀裂進展挙動への亜鉛注入の影響が見られない原因であることがわかった。
知見 康弘; 笠原 茂樹; 瀬戸 仁史*; 橘内 裕寿*; 越石 正人*; 西山 裕孝
Proceedings of the 18th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems - Water Reactors, Vol.2, p.1039 - 1054, 2018/00
被引用回数：2 パーセンタイル：57.67(Materials Science, Multidisciplinary)照射誘起応力腐食割れ(IASCC)による亀裂進展挙動を理解するため、中性子照射したオーステナイト系ステンレス鋼の亀裂進展試験を実施して亀裂進展速度を評価し、亀裂先端における変形組織と酸化皮膜に着目したミクロ組織観察を実施した。供試材は1214dpaまで中性子照射した316Lステンレス鋼で、BWR模擬水質環境(約288C)下で亀裂進展試験を行った。また亀裂進展試験後、FEG-STEMを用いて亀裂先端のミクロ組織を観察した。試験の結果、腐食電位(ECP)の低減による亀裂進展抑制効果は、文献で示されている約2dpa以下の損傷量の低い材料と比較して顕著ではなかった。また1000時間以上高温水中に浸漬し、高ECPと低ECPの双方の環境に置かれた試験片の亀裂内には酸化物形成が認められたが、低ECP条件下のみを経験した亀裂先端近傍には酸化皮膜の形成がほとんど認められなかった。さらに、亀裂先端近傍には変形に伴う双晶組織が高密度に形成していた。これらの結果より、高損傷量のステンレス鋼の亀裂進展挙動において、局所変形と酸化が支配的な因子であることが示唆された。
知見 康弘; 高見澤 悠; 笠原 茂樹*; 岩田 景子; 西山 裕孝
Nuclear Engineering and Design, 307, p.411 - 417, 2016/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)照射誘起応力腐食割れ(IASCC)進展挙動に影響を及ぼすパラメータを調べるため、ノンパラメトリックベイズ(BNP)法を用いて、照射されたオーステナイト系ステンレス鋼の沸騰水型軽水炉(BWR)環境におけるき裂進展速度に関する既存データの統計解析を試みた。き裂進展速度と照射材の降伏応力(
)、応力拡大係数(
)、腐食電位(ECP)、及び高速中性子照射量といった入力パラメータの確率分布から、き裂進展速度の中央値を計算し、き裂進展速度の実測値と比較した。解析結果はき裂進展速度の実測値をよく再現するとともに、き裂進展速度が高い領域(すなわち高中性子照射量条件)では、照射誘起偏析(RIS)や局所変形など照射硬化とは異なるメカニズムにより、中性子照射量がき裂進展速度に影響を及ぼす可能性を示している。
高機能材料第1研究室
JAERI-Conf 2002-003, 225 Pages, 2002/03
JAERI-Conf-2002-003.pdf:13.75MB
本シンポジウムは、アジア諸国との研究協力のもとに進めている天然高分子の放射線加工処理に関する第3回目の会合として、昨年に引き続き開催された。会議では、澱粉,絹タンパク質,海産多糖類の放射線加工などについて、研究成果を中心に報告及び討議が行われた。澱粉及びセルロースに関しては、放射線分解型の多糖類が水溶化してペースト状で照射することにより橋かけし、創傷被覆材や生分解性プラスチックとして幅広い利用の可能性があることが示された。絹タンパク質に関しては、放射線分解した絹繊維の微粉化,水溶化,抗菌性などの成果が報告された。海産多糖類に関しては、キトサンやアルギン酸の放射線分解物は、植物の生長に極めて有効であること、抗菌性が増すことが報告された。また、放射線利用の経済規模に関して、医学,農業,工業の各分野における日米比較の結果が報告された。本シンポジウムの成果は、日本及び東南アジア諸国の放射線利用分野の発展に寄与できるものと期待される。本シンポジウムには、外国人16名,国内の大学・国公立機関及び民間企業から23名,原研24名の計63名が参加した。本論文集は、シンポジウムで発表された論文等を収録したものである。
栗田 源一; 永島 圭介; 牛草 健吉; 菊池 満
Fusion Engineering and Design, 38(4), p.417 - 428, 1998/00
被引用回数：4 パーセンタイル：38.63(Nuclear Science & Technology)定常炉心試験装置は、定常トカマク運転のための統合化された科学的基礎を確立するための実験装置として設計されている。プラズマ表面での安全係数の値を高く保って大きなプラズマ電流で運転するためにプラズマ断面の形状は、大きな楕円形となっている。この大きな楕円形は、いろいろなMHD不安定性の中でも、特に垂直位置不安定性が不安定となり、安定な定常運転を得るためには、これを回避する必要がある。ここでは、定常炉心試験装置の垂直位置不安定性が調べられ、標準的な定常運転の配位で、プラズマ表面の近くにバックル板を置くことによって、その成長率は30から50Hzに低減され、安定マージンは、0.5まで増加することが示された。これらは制御可能な数値である。また三角度変数が、標準配位の平衡に対して、大きな安定化効果を持つことも示された。
and high-
discharges in JT-60U閨谷 譲; 鎌田 裕; 小関 隆久; 石田 真一
Plasma Physics and Controlled Fusion, 37(7), p.741 - 753, 1995/07
被引用回数：9 パーセンタイル：41.21(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60の高ポロイダルベータ及び高規格化ベータ領域の磁場揺動を調べた。高ポロイダルベータ放電では、高い核融合積を得るために、中心ピークした圧力分布を形成した。プラズマパラメータは、I=1.1~2.2MA、B
=4.4T、li=0.8~1.2である。この領域では、プラズマの最大ベータ値はベータ崩壊によって制限されている。ベータ崩壊直前には、理想MHDモードと思われる速い成長率(成長時間~10
s)のモードが観測され、このモードがベータ崩壊に直接関連していると思われる。高規格化ベータの放電では、一様加熱となるように、プラズマの配位・加熱ビームの選択を行い、比較的平坦な圧力分布を実現した。パラメータはI=0.4~0.9MA、B=1.5T、li=1.3~1.6である。この領域ではベータ崩壊は発生せず、ベータ値はプラズマの外側に極在した圧力駆動タイプのMHDモードで制限される。
and discharges in JT-60U閨谷 譲; 鎌田 裕; 小関 隆久; 石田 真一
Proc. of the 20th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics,Vol. 17C,Part I, p.I-215 - I-218, 1993/00
JT-60Uにおいて、高ポロイダルベータ及び高規格化ベータ領域でプラズマの蓄積エネルギー、ベータ値を制限していると思われるMHD揺動を調べた。高ベータ放電ではI=1.1~2.2MA、=4.4T、li=0.8~1.2で中心NBI加熱によってピークした圧力分布を実現している。この放電では、ベータ値はベータ崩壊によって抑制される。ベータ崩壊直前には、速い成長率(成長時間~10s)のモードが観測された。この領域はidealモードが不安定となりうる領域であり、idealモードと同程度の成長率を有することから、このベータ崩壊に関連したモードはidealモードと思われる。高規格化ベータの放電は、I~0.4~0.6MA、=1.5T、li~1.3~1.6で一様加熱となるようにプラズマ配位調整を行い平坦な圧力分布を形成した。この領域では、蓄積エネルギーとベータ値は、プラズマの外側に極在したpressure drivenタイプのモードで制限されている。
菊地 賢司; 横堀 寿光*; 二川 正敏; 武藤 康
日本機械学会論文集,A, 52(477), p.1228 - 1231, 1986/00
高温クリープ・疲労相互作用による破壊モードを考慮すべき高温部材にVHTRの高温機器要素がある。そこで、高温配管や中間熱交換器に使用されるNi基耐熱合金を用いて、切欠きから発生・成長するき裂の挙動に及ぼす応力保持時間の効果を検討した。その結果、無次元き裂発生寿命は(保持時間)/(上昇時間)≧10で高温クリープの値と一致した。また、保持時間が50S以上の場合、き裂成長速度は切欠き開口変位速度と対応することなどが明らかとなった。
庄子 哲雄*; 中島 甫; 辻 宏和; 高橋 秀明; 近藤 達男
Corrosion Fatigue; Mechanics, Metallurgy, Electrochemistry and Engineering, p.256 - 286, 1983/00
原子炉一次系を近似した高温水環境によるき裂成長の加速におよぼす材料のミクロ組織と降伏強度の影響ならびに割れの加速機構を明らかにするため、SA533B鋼をはじめとして、SA387,SA542,SA543,JIS,SPV,46QおよびAISI4340鋼について疲労試験と低歪速度引張試験を大気中と高温水中で実施した。疲労試験では材料の降伏強度が高いほど環境によるき裂成長の加速が生じ、さらに加速の程度は応力比が0.1より0.5のほうが著しい。低歪速度引張試験においても疲労試験の場合と同様に材料の降伏強度が高いほどき裂成長の加速及びJi値の減少が著しい。さらに大気中における時間ベースのき裂成長速度を横軸に、高温水中における時間ベースのき裂成長速度を縦軸に取ったき裂成長線図を用いて疲労試験と低歪速度引張試験により得られたき裂成長速度を比較し、両者の間に良い対応関係のあることがわかった。
近藤 達男; 中島 甫; 新藤 雅美; 鈴木 富男; 木内 清; 菊地 正彦; 辻 宏和; 塚田 隆; 鈴木 正彦*; 高橋 秀明*; et al.
JAERI-M 82-062, 23 Pages, 1982/06
SA533B鋼厚板の溶接熱影響部に沿ったき裂成長に及焦点を当てて、溶接熱影響部に繰返し現れるミクロ組織に対応した組織を有するバルクの材料について、BWR近似水中で疲労き裂成長試験を実施した。大気中における予備試験では、ミクロ組織や応力比の如何によらずほぼ同一のき裂成長挙動を示した。高温水中における低応力比の試験では大気中と比較してき裂成長の加速が認められるが、加速の程度はミクロ組織に依存しない。高温水中における高応力比の試験では油焼入材のみが著しい環境加速型き裂成長を示した。溶接熱影響部におけるき裂成長挙動のミクロ組織依存性とミクロ組織の異なるバルクの材料におけるき裂成長挙動は、溶接部の引張残留応力を考慮することにより矛盾なく説明することが出来る。
庄子 哲雄*; 中島 甫; 近藤 達男; 高橋 秀明*
材料, 31(346), p.703 - 709, 1982/00
腐食疲労き裂成長速度に及ぼす種々の力学的因子の役割を割れ成長の機構にもとづいて統一的に評価することを試み、き裂先端におけるひずみ速度の重要性を指摘した。さらに、このき裂先端のひずみ速度は時間基準のき裂成長速度(da/dt|air)、によって評価されることを示し、軽水炉圧力境界壁材の高温水中における割れ成長速度データを用いてその妥当性を検証した。SSRT試験(低速度引張試験)結果も同じ手法によって整理されることを示し、da/dt|air-da/dt|cenirronment線図によるき裂成長速度の評価、予測がさらに一般的な負荷様式にまで拡張され得る事を示した。
上田 孝寿*; 二宮 博正; 新谷 吉郎*; 亀有 昭久*; 杉原 正芳; 中村 幸治; 斉藤 誠次*; 藤沢 登
JAERI-M 9854, 20 Pages, 1981/12
次期トカマク形実験炉、たとえば、INTORは非円形プラズマで高ベータを実現する。この場合、MHD平衡磁場は、曲率指数(n値)が負の値を持つ配位となり、プラズマ柱は、垂直方向において位置の不安定性を伴う。この不安定性の制御は、シェル効果およびフィードバック制御の併用によって行なわれる。前者は、曲率指数の値に強く依存して有効性は劣るが、次期装置の場合には、近似的に、シェルの時定数以下の不安定性に有効であり、後者は、シェル効果が無効になる不安定性の成長時間領域の制御に用いられる。この報告では、上記の次期装置に伴う具体的構成を念頭にシェル効果を検討し、シェル構成の有るべき姿を提案している。INTORの場合、トロイダル方向にカット無しで一周するシェル構成が解の1つを与える。
植田 脩三; 栗原 良一; 大場 敏弘
JAERI-M 9647, 22 Pages, 1981/08
内圧クリープ試験装置を製作し高温において使用される圧力容器、配管を模擬した平滑および切欠付SUS304ステンレス鋼製円筒について650Cの温度でクリープ試験をおこなった結果をまとめたものである。平滑試験体については、9.32MPa、7.36MPaの圧力でクリ-プ破断試験をおこない破断寿命は最大主応力を取ることによりまた等価応力を基準とすることにより単軸のクリープ破断寿命と一致することが確かめられた。切欠試験体については軸方向、周方向の各種の表面切欠についてのクリープ破断試験をおこない、寿命の低下を測定した。寿命の予測に際して延性破断の式を適用することは軸方向切欠の場合良いが周方向切欠では無理であることが判明した。切欠先端からのクリープき裂成長のモニタリングには電気ポテンシアル法が有効であることが示唆された。
H(d,n)
He neutron source by total absorption method using water bath中島 雅; 東條 隆夫; 山口 博司; 近藤 眞
Journal of Nuclear Science and Technology, 12(8), p.491 - 501, 1975/08
被引用回数：0高速中性子源の中性子強度の測定に際し、定常または非定常な場合、従来から水(減速)・金(放射化)方法がある。本報ではこれをさらに拡張し、強度の時間変化の大きい非定常な高速中性子源にも使えるようにした。コックロフト・ワルトン型加速器のD(d、n)He中性子源をえらび、上記方法を適用して、中性子強度の測定を行なったときの結果が記載されている。本報では2つの中性子検出器を用い、一つは水槽内の定点で熱中性子束の時間変化を、他は源まわりの熱中性子束空間分布を測定し、これから中性子釣合式で強度を決定する。この際、強度の絶対値を確定するため、後者の検出器の較正を必要とする。その手段としてここに提案されたのは、在来のように別途定常中性子源で作った熱中性子場を利用せず、本実験実施中に水槽内の定点で金箔中に生成した誘導放射能を新しい生成方程式で求め、これから直接に検出器の較正を行なう方式である。
知見 康弘; 笠原 茂樹; 端 邦樹; 西山 裕孝; 瀬戸 仁史*; 茶谷 一宏*; 橘内 裕寿*; 越石 正人*
no journal, ,
高照射材料に対する照射誘起応力腐食割れ(IASCC)進展挙動において、環境緩和効果及び放射化した材料からの
線による水の放射線分解の影響を調べるため、JMTRで約12dpaまで中性子照射した316Lステンレス鋼試験片及びその焼鈍熱処理試験片を用いて、BWR模擬水質環境(約290C高温水)中でき裂進展試験を実施した。試験水質について、腐食電位(ECP)を脱気及び水素注入で低下させることにより、高照射量, 高応力拡大係数(K値)の条件でも、き裂進展速度は1桁程度低下した。この結果は、材料・応力条件が厳しい場合でも環境緩和効果が見られることを示している。発表では、低K値条件や焼鈍熱処理材について破面補正前の暫定的なき裂進展速度データも示し、き裂進展速度への水の放射線分解の影響について議論する。
知見 康弘; 笠原 茂樹*; 西山 裕孝; 瀬戸 仁史*; 茶谷 一宏*; 橘内 裕寿*; 越石 正人*
no journal, ,
照射誘起応力腐食割れ(IASCC)進展挙動を理解するため、中性子照射した316Lステンレス鋼試験片を用いて、BWR模擬水質環境(約290C高温水)中でき裂進展試験を実施し、試験片のき裂先端近傍での酸化皮膜特性及び変形組織について透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて調べた。試験供給水の脱気及び水素注入により腐食電位(ECP)を低下させることで、き裂進展速度の低下とともに、き裂内での酸化が抑制されている様子が観察された。発表では、き裂進展に伴う変形組織の観察結果も示し、き裂進展速度と酸化皮膜特性、変形組織の関係について議論する。
知見 康弘; 笠原 茂樹; 西山 裕孝; 瀬戸 仁史*; 橘内 裕寿*; 越石 正人*
no journal, ,
照射誘起応力腐食割れ(IASCC)進展挙動を理解するため、中性子照射した316Lステンレス鋼コンパクトテンション試験片を用いて、BWR模擬水質環境(約288C)中でき裂進展試験を実施した。さらに、中性子照射した316Lステンレス鋼引張試験片にひずみを付加した後、変形組織について透過型電子顕微鏡(TEM)により観察した。その結果、低照射量領域(
1.9dpa)では、き裂進展速度に環境緩和効果が見られ、変形組織は転位が絡み合ったものであった。一方、高照射量領域(
2.7dpa)では、き裂進展速度の環境緩和効果が小さく、変形組織は主に転位チャンネルからなるものであった。き裂進展挙動と変形組織の関係から、IASCC進展機構に関して議論する。
知見 康弘; 佐藤 賢二*; 笠原 茂樹; 梅原 隆司*; 端 邦樹; 塙 悟史; 西山 裕孝
no journal, ,
一次系冷却水中での応力腐食割れ(PWSCC)進展挙動への亜鉛注入の影響を調べるため、加圧水型軽水炉(PWR)一次系水模擬環境での10%冷間加工600合金の亀裂進展試験を、320C及び360C、亜鉛注入の有無、溶存水素濃度(DH)5, 30、及び50cc/kgHOの条件下で実施した。360Cでの亀裂進展試験の結果、亜鉛注入が亀裂内の酸化と亀裂進展速度を抑制することが示唆された。また亜鉛注入した320Cでの亀裂進展試験では、亀裂進展速度のDH依存性が亜鉛注入なしの試験データに基づく亀裂進展速度の予測値と同様の傾向を示し、320Cでの亀裂進展速度のDH依存性に対する明確な亜鉛注入の影響は見られなかった。
