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Li, F.; 三原 武; 宇田川 豊; 天谷 政樹
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(6), p.633 - 645, 2020/06
被引用回数：3 パーセンタイル：34.82(Nuclear Science & Technology)To better understand the failure limit of fuel cladding during the pellet-cladding mechanical interaction (PCMI) phase of a reactivity-initiated accident (RIA), pre-cracked and hydrided cladding samples with base metal final heat-treatment status of cold worked (CW) and recrystallized (RX) were tested under biaxial stress conditions (axial to hoop strain ratios of 0 and 0.5). Displacement-controlled biaxial-expansion-due-to-compression (biaxial-EDC) tests were performed to obtain the hoop strain at failure (failure strain) of the samples. The conversion of the failure strains to J-integral at failure by finite-element analysis involving data of stress-relieved (SR) cladding specimens from our previous study revealed that the failure limit in the dimension of J-integral at failure unifies the effects of pre-crack depth. About 30 to 50 percent reduction in the J-integral at failure was observed as the strain ratio increased from 0 to 0.5 irrespective of the annealing type, pre-crack depth, and hydrogen content. the rate of fractional decreases of J-integral at failure with increase of hydrogen content are in the order of CW
SRRX, which are essentially independent of strain ratio for the CW and SR samples. The results were incorporated into the failure prediction model of the JAEA's fuel performance code in the form of a correction factor that considers the biaxial loading effect.
篠崎 崇; 三原 武; 宇田川 豊; 杉山 智之; 天谷 政樹
JAEA-Research 2014-025, 34 Pages, 2014/12
JAEA-Research-2014-025.pdf:6.05MB
EDC(Expansion-Due-to-Compression)試験は、燃料被覆管の機械特性試験の一手法であり、反応度事故(RIA)時におけるペレット-被覆管機械的相互作用(PCMI)に着目した試験手法である。本研究では、高燃焼度燃料被覆管に見られる"水素化物リム"を模擬するために外周部に水素化物を偏析させた未照射被覆管を使用し、高燃焼度燃料のRIA時に被覆管に負荷される機械的条件を模擬したEDC試験を実施した。試料の水素濃度および偏析した水素化物の厚みが増加すると、試験後試料の周方向残留ひずみが低下する傾向が見られた。また、RIA時に被覆管外面の水素化物に発生するき裂を模擬するため、外面に予き裂を有する被覆管(RAG管)を作製し、この試料を対象としたEDC試験を行った結果、試料の予き裂深さが増加するにつれて破損時の周方向全ひずみが低下する傾向が見られた。さらに、RAG管試料に軸方向引張荷重を負荷することで2軸応力状態とし、EDC試験を実施した。このような2軸応力状態では、単軸引張条件である通常のEDC試験と比較して破損時の周方向全ひずみが低下する傾向が見られた。
天谷 政樹; 更田 豊志
Journal of Nuclear Science and Technology, 41(11), p.1091 - 1099, 2004/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)未照射ジルカロイ被覆管の応力腐食割れ(SCC)感受性に及ぼす吸収水素の影響を調べた。文献から得られたデータは、ジルカロイ-2及び-4の種類によらず、SCCしきい応力(
)に対する0.2%耐力(
)が60ppm以下の水素濃度において水素濃度の増加とともに増加することを示している。ヨウ素ガスと水素を含むジルコニウムとの間に生じる反応について、熱力学計算を行った。その結果、水素濃度が増加すると反応が生じにくくなること、及び水素濃度が90ppm以下でのみジルコニウムとヨウ素ガスとが反応することが示唆された。これらの傾向は、水素濃度に対するとの比の傾向と一致していることから、水素がヨウ素ガスとジルコニウムとの間の反応に影響を及ぼし、ジルカロイ被覆管のSCC感受性を低下させていると考えられる。
本橋 嘉信*; 柴田 大受; Harjo, S.*; 佐久間 隆昭*; 石原 正博; 馬場 信一; 沢 和弘
Proceedings of 14th International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering Congress Transactions of Materials and Heat Treatment Vol.25 No.5, p.1032 - 1036, 2004/10
高温で超塑性特性を示す3Y-TZP(3mol%イットリア含有正方晶ジルコニア多結晶体)に、日本原子力研究所東海研究所のTANDEM加速器を用いて+11価,130MeVのZrイオンを照射した。照射によるはじき出し損傷はTRIMコードにより解析し、照射による機械的特性及び破壊様式の変化,その後の焼き鈍しの影響,微小硬度計の押込み深さと照射表面からの深さとの関係について検討を行った。その結果、照射直後の試験片では、表面に圧縮応力が生じ、硬さと破壊靭性の増加が観察された。また、その後の焼き鈍しでは温度の増加に伴いこれらの変化が徐々に緩和した。これらの原因としては、照射により粒界間の結合力が弱められたためであると考えられる。
本橋 嘉信*; 小林 友和*; Harjo, S.*; 佐久間 隆昭*; 柴田 大受; 石原 正博; 馬場 信一; 星屋 泰二
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.144 - 147, 2003/05
被引用回数：4 パーセンタイル：33.7(Instruments & Instrumentation)3Y-TZP(3mol%イットリア含有正方晶ジルコニア多結晶体)セラミックスに130MeVのZr
イオンを、日本原子力研究所東海研究所のTANDEM加速器を用いて照射した。照射量は3.5
10
及び2.110
ions/m
であった。照射によって生じた残留応力と機械的特性の変化、さらにその後の焼鈍効果について調べた。照射後の試験片表面について、残留圧縮応力の発生及び硬さと破壊靭性の増加が観察された。その後に実施した焼鈍では、これらの物性は焼鈍温度の増加に伴い徐々に低下し、1173K付近では非照射状態の値に戻った。硬さと破壊靱性の増加の主たる原因は、照射表面に生じた残留圧縮応力であると考えられる。
安東 俊郎; 大久保 実; 中村 幸治; 清水 正亜; 太田 充; 渡辺 隆*; 照山 量弘*
Journal of Nuclear Science and Technology, 24(9), p.730 - 741, 1987/09
被引用回数：1 パーセンタイル：19.33(Nuclear Science & Technology)臨界プラズマ試験装置JT-60のダイバータコイルの工学設計およびその熱的、機械的性能の実験による評価について報告する。設計では、セパラトリクス磁場配位、コイルの電磁力、応力、冷却、過電圧、コイルケースおよび熱保護板の誘導電流、電磁力、応力、ベーキング時およびプラズマ実験運転時のコイルケースへの入熱、温度上昇、熱除去などに関する検討結果を記述する。また、コイル導体溶接部の強度改善に関する技術開発、導体渡り部の補強効果、コイルケース内部指示構造のスライド特性、ベローズの曲げ特性、コイルケースおよび熱保護板の熱特性に関する実験結果について述べる。これらの検討評価の結果、本コイルは設計仕様を満足することを確認した。また,JT-60本体コイルの通電試験において、本コイルは設計定格の通電を実施し、その健全性を確認した。
木内 清; 近藤 達男
防食技術, 32(9), p.503 - 511, 1983/00
中間製品工程を改善することにより汎用のSUS316ステンレス鋼の耐IGC
、IGSCC性を改善する手段を検討した。これは冷間加工と時効および再結晶の二段熱処理からなる加工熱処理法(SAR)である。市販材から任意に抽出した素材について、それぞれの工程の条件を変えた材料つくり、EPRおよびStrauss試験法によって耐IGC性を評価して最適な処理条件の組み合わせを選定した。この結果、最適な条件で処理したSAR材は、合金成分調整型の新合金と同様にC、P、Sの固溶量の少ないオーステナイト相となり、鋭敏化を起こさず、十分な耐IGC、IGSCC性を有する材料であることが判った。またSAR法では、炭化物の均一に分散した微結晶粒焼鈍組織化により機械的性質が大きく改善され、合金成分調整法で問題となる強度低下の防止を考慮する必要のないことが大きな利点である。(
粒界腐食、粒界応力腐食割れ)
木内 清; 近藤 達男
防食技術, 32(10), p.572 - 579, 1983/00
著者らの研究から汎用オーステナイトステンレス鋼は、中間製品工程に加工熱処理(SAR)を組み入れることにより、合金成分調整法と同様に耐IGC、IGSCC性に優れた材料に改善できることがわかってきた。本報では最適処理を施したSUS304、316のSAR材と通常のミルアニール材について、軽水炉一次冷却水を始めとするいくつかの実用環境を近似した条件でIGC、IGSCC感受性評価試験を行いまた組織安定性を調べた。この結果、SAR材は、ミルアニール材で鋭敏化が問題となる500~825
Cの温度で、長時間加熱を受けても、IGC、IGSCC感受性を示さないことが判った。SAR材は、鋭敏化を起こしにくいと共に機械的性質にも優れていることから腐食環境中でもミルアニール材と比較して10kg/mm以上高い破断限界応力を持つことが判った。またSUS304よりもSUS316を素材としたSAR材の方がより優れた組織安定性を持っている。
宇賀 丈雄
J.Eng.Mater.Technol., 100(2), p.150 - 156, 1978/02
被引用回数：2熱応力ラチェットによる変形進展の可能性は理論的解明されていたが実験的には皆無に等しかった。そこで3本棒試験法を考案し、これを用いて実験室規模で、荷重条件(定常膜応力レベル、熱応力抗巾レベル)荷重履歴効果、熱応力分布効果など変形進展挙動に及ぼす各種因子を実証的に明らかにするとともにその原因について解析検討を加えた。
宇賀 丈雄
Bull.JSME, 21(154), p.587 - 591, 1978/00
中央部に細長い軸対称の一対の空隙を設け、両端に荷重チェックのある特殊な板状試験体を考案し、熱応力ラチェット試験に使用した。この細長い一対の空隙により3分割された3本棒試験体のうち両側に特殊な被覆管型ヒータをとりつけ安定した熱応力を再現性よく得ることに成功した。そこで本法ではこの特殊な試験体の構造、荷重特性、試験法、ラチェット変形挙動の代表例などを紹介した。
