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有吉 玄; 大林 寛生; 佐々 敏信
Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1071 - 1088, 2022/09
被引用回数：1 パーセンタイル：29.26(Nuclear Science & Technology)液体重金属中の局所流速計測において、電磁誘導を用いた計測手法は効果的手法の一つである。永久磁石を利用した流速計として、Ricou and Vives' probeやVon Weissenfluh's probeが広く知られているが、これらの流速計は液温上昇に伴う永久磁石の熱減磁により、流速感度および計測体積が低下することが問題点として挙げられる。特に、永久磁石のキュリー温度を超える温度域では流速検出不能となる。そこで本研究では、流速計が持つ温度依存性の解消を目的とし、小型電磁石を内蔵する流速計を開発した。開発された流速計の直径は6mm、長さは155mmである。流速計の基本性能は、室温環境下における矩形管内水銀流れの局所流速分布計測を通して確認され、流速感度および計測体積が評価された。計測された局所流速分布は数値計算によりその妥当性が確認された。
Shen, X.*; Schlegel, J. P.*; 日引 俊*; 中村 秀夫
Nuclear Engineering and Design, 333, p.87 - 98, 2018/07
被引用回数：11 パーセンタイル：34.62(Nuclear Science & Technology)Two phase flows in large-diameter channels are important to efficiently and safely transfer mass and energy in a wide variety of applications including nuclear power plants. Two-phase flows in vertical large-diameter channels, however, show much more complex multi-dimensional nature than those in small diameter channels. Various constitutive equations are required to mathematically close the model to predict two-phase flows with two-fluid model. Validations of the constitutive equations require extensive experiment effort. This paper summarizes the recent experimental studies on two-phase flows in vertical large-diameter channels, which includes measuring technique and available databases. Then, a comprehensive review of constitutive equations is provided covering flow regime transition criteria, drift-flux correlations, interfacial area concentration correlations and one- and two-group interfacial area transport equation(s), with discussions on typical characteristics of large-diameter channel flows. Recent 1D numerical simulations of large-diameter channel flows is reviewed too. Finally, future research directions are suggested.
Shen, X.*; Schlegel, J. P.*; 日引 俊*; 中村 秀夫
Proceedings of 2017 Japan-US Seminar on Two-Phase Flow Dynamics (JUS 2017), 6 Pages, 2017/06
Large-diameter (D) channels are extensively used to increase the mass, momentum and heat transport capability of working fluid. Comparing with small-D pipes, two-phase flows in large-D channels show quite different and more complicated flow characteristics, since much larger cap bubbles can exist and interfacial instability prevents the cap bubbles from forming a large stable Taylor bubble. Flow regimes and radial void fraction profiles are also different from those in small-D pipes especially in cap/slug flow regime. The relative velocities between phases are greatly increased. This paper reviews recent progresses in the researches on two-phase flows in large-D channels. The state-of-the-art tool of four-sensor probe may enable classification of two-group bubbles by the measurement of bubble diameter instead of bubble chord length. Databases and most of the updated constitutive equations that cover flow regime transition criteria, drift-flux correlations, interfacial area concentration (IAC) correlations and one- and two-group interfacial area transport equation(s) are summarized and analyzed. Typical multi-dimensional characteristics of flows in large-D channels are presented and their one-dimensional numerical simulations are reviewed. Finally the future research directions are suggested.
岡 弘; 丹野 敬嗣; 大塚 智史; 矢野 康英; 上羽 智之; 皆藤 威二; 大沼 正人*
Nuclear Materials and Energy (Internet), 9, p.346 - 352, 2016/12
被引用回数：21 パーセンタイル：88.55(Nuclear Science & Technology)The effect of thermo-mechanical treatments (TMTs) on the evolution of nano-structure in an oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic/martensitic steel (Fe-9Cr-2W-0.22Ti-0.36Y
O
) was investigated. TMTs involve hot extruding and subsequent forging, which are expected to be part of a future industrial-scale manufacturing process of the ODS steel. It was shown that the ODS steel was composed of two phases - a fine-grained residual ferrite phase and a transformable martensite phase. The number density of the nano-sized particles in the residual ferrite phase was significantly higher than that in the martensite phase. The TMTs did not significantly affect the number density, but slightly affected the size distribution of the nano-sized particles in both ferrite phase and martensite phase. Moreover, the volume fraction of the residual ferrite phase decreased after TMTs. In summary, the TMT conditions could be a parameter which affects the nano-structure of the ODS steel.
柴本 泰照
JAERI-Research 2005-016, 127 Pages, 2005/08
JAERI-Research-2005-016.pdf:4.54MB
高温の融体の表面に注がれる水の沸騰は、融体中に水が侵入することで伝熱面積が拡大することとあいまって、高効率の熱伝達を提供する。本研究は、融体中に水が強制注入される場合(冷却材注入モード)について、融体と水との間の力学的・熱的相互作用を支配する現象を解明し、将来の工業上の応用に資することを目的としている。同現象は冷却材注入モード以外の他の燃料-冷却材相互作用(FCI)の結果として生じることも指摘されており、FCI素過程の解明に資することも期待できる。本研究では、実験的なアプローチとして、高速度撮影中性子ラジオグラフィ並びに新たに開発したプローブを採用し、融体-水-蒸気混相流の可視化と計測を行った。このような手段によっても、実験的に得られる情報には依然として限界があるが、関連現象から得られる知見との比較を含め、実験データの詳細な分析を行った。その結果、本現象の特徴である高効率な熱伝達を安定に達成させる条件について、安定性を支配する因子を明らかにし、その成立条件を示すことに成功した。さらに、本現象のような流体自由表面の移動を伴う現象の解明に有用な、界面付近の速度場・圧力場を界面形状の時間変化から算出する方法を開発した。
篠崎 正幸; 和田 茂行*; 古澤 孝之
JAERI-Tech 99-064, 46 Pages, 1999/08
高温工学試験研究炉(HTTR)の1次加圧水冷却器伝熱管の供用期間中検査(ISI)装置の開発を行った。この供用期間中検査装置は渦流探傷触子、超音波探傷触子、プッシャー及びマニピュレータロボット等から構成されている。1次加圧水冷却器の伝熱管のモックアップ装置を用いて、今回開発したISI装置の作動確認を行った。本報告書では、供用期間中検査装置のシステム構成、探傷触子のR&D結果、本装置の作動試験結果を報告する。
小泉 興一; 中平 昌隆; 岡 潔; 小原 建治郎; 伊藤 裕*; 森田 洋右; 多田 栄介
JAERI-Tech 96-041, 66 Pages, 1996/10
国際熱核融合実験炉(ITER)の真空容器はトリチウム閉じ込めの第1隔壁としての安全機能を要求される。このため炉の運転開始後も定期的に非破壊検査を行い隔壁の健全性を担保する必要があるが、10
R/h以上の高放射線環境下が条件となるため、高放射線環境下で高い検出精度、安定性、耐久性を有する耐放射線検査素子の開発が必須である。この要請に基づき原研では10R/hの線量率条件下で10
rad(10MGy)以上の耐久性を有する検査素子の設計・試作並びに性能評価試験を進めている。これらの開発作業の結果、上記条件下で10radまで安定した検出特性を有する2種類の超音波探傷素子の開発に成功した。本報告は、新規に開発した2種類の耐放射線性超音波探傷素子の構造設計の特徴とガンマ線環境下での性能評価試験結果を報告するものである。
編集ワーキンググループ
JAERI-M 93-228, 1031 Pages, 1993/11
第5回原子力先端研究国際シンポジウムが、微視的プローブとしての中性子利用、中性子が招く新世界と題し1993年3月10日~12日にわたって開催された。本シンポジウムの主な内容は、(1)中性子をプローブとした物性研究の発展、(2)中性子をプローブとした複雑な構造の研究、(3)中性子の関連した基礎物理研究、(4)中性子ビームの非散乱利用研究、(5)中性子ビームの新しい利用法、(6)中性子ビーム実験の新技術であった。またパネル討論では、「JRR-3Mの利用と次世代中性子源」が論じられた。本論文集は、22編の招待講演論文、129編のポスター発表論分・パネル討論のサマリー論文及び討論記録を集録したものである。
星 三千男; 立川 圓造; 諏訪 武; 佐川 千明; 米澤 仲四郎; 富田 衛; 清水 道雄; 山本 克宗
Journal of Nuclear Science and Technology, 23(6), p.511 - 521, 1986/00
被引用回数：4 パーセンタイル：48.02(Nuclear Science & Technology)約280
CのCWL-1ループ水に23日間浸漬したSUS-304およびジルカロイ-2試験片表面クラッドの性状を把握するため、X線回折法,X線マイクロアナライザー法,ICP法などで分析を行った。試験片表面の電顕観察結果は細い結晶の単独あるいは重なり合い付着を示している。結晶にはCr含量の多いもの、Fe含量の多いものなどが存在し、組成が一様ではない。特にジルカロイ-2にはCr含量の多い結晶が目立つ。SUS-304の場合、95%以上がMO型の結晶である。剥離法により、表面から外層,内層,酸化皮膜に分類すると、この順に
Coの比放射値が減少する。外層はループ水中の不溶性クラッド,酸化皮膜は可溶性クラッドのCoの比放射能値に匹敵する。これらの結果から、ループ水中には組成および結晶形の異る様々の不溶性クラッドが存在し、それらの中で電気化学的相互作用によりMO型の酸化物が優先的に試験片に付着すると考えられる。
Zhang, Y.*; 梅田 岳昌*; 諸岡 聡; 宮本 吾郎*; 古原 忠*
no journal, ,
Essential understanding of the pearlite growth kinetics is of great significance to predict the lamellar spacing and the resultant mechanical properties of pearlitic steels. In this study, a series of eutectoid steels with Mn addition up to 2mass% were isothermally transformed at a temperature range from 873K to 973K to investigate the growth kinetics and the underlying thermodynamics at the migrating interface during pearlite transformation. The microscopic observation revealed that the pearlite growth rate in each alloy becomes increased while the lamellar spacing becomes decreased by lowering the transformation temperature. Mn addition decelerates the growth rate, accompanied by a relatively wider lamellar spacing at each temperature. After analyzing the element distribution in the vicinity of migrating austenite/pearlite interface via three-dimensional atom probe, Mn was found to be enriched at the austenite/pearlitic ferrite interface, whereas the Mn partitioning among the three phases is negligibly small in the 2mass% Mn added alloy isothermally transformed at 873K. Based on the estimation of energy dissipated by various factors, the driving force for pearlite transformation in the Mn-free alloy was found to be consumed by interface friction, carbon partitioning and ferrite/cementite interfacial energy, whereas neutron diffraction analysis indicated that the influence of transformation strain is relatively small. The retardation effects of pearlite growth kinetics in the Mn-added alloy, which is partly due to the reduced driving force for pearlite transformation, can be well explained by further considering the energy dissipation caused by solute drag effects of Mn.
Zhang, Y.*; 梅田 岳昌*; 宮本 吾郎*; 古原 忠*; 諸岡 聡
no journal, ,
Essential understanding of the pearlite growth kinetics is important to predict the lamellar spacing and the resultant mechanical properties of pearlitic steels. In this study, through quantitatively analyzing the microstructural features in the vicinity of pearlite growth interface, the influence of these factors and the underlying thermodynamics of pearlite growth kinetics were clarified. The pearlite growth rate and lamellar spacing were measured based on the microstructural observation via optical microscopy and scanning electron microscopy, respectively. Three-dimensional atom probe (3DAP) was used to analyze the elemental distribution in the vicinity of pearlite growth front, whereas in-situ neutron diffraction at elevated temperatures was performed at J-PARC, BL19 (TAKUMI) to quantify the elastic strain generated during pearlite transformation. Based on the proposed thermodynamic model, the influence of various factors on the pearlite growth kinetics is estimated using the experimental results obtained in this study. It was found that in most transformation conditions, solute drag effects caused by Mn interfacial segregation have the largest contribution in retarding the pearlite growth rate. In contrast, the magnitude of elastic strain in pearlite measured by neutron diffraction is quite small, which marginally affects the pearlite growth kinetics.
