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大塚 智史; 静川 裕太; 丹野 敬嗣; 今川 裕也; 橋立 竜太; 矢野 康英; 鬼澤 高志; 皆藤 威二; 大沼 正人*; 光原 昌寿*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(3), p.288 - 298, 2023/03
被引用回数：4 パーセンタイル：76.47(Nuclear Science & Technology)原子力機構では、ナトリウム冷却高速炉(SFR)用燃料被覆管材料として9Cr-酸化物分散強化型(ODS)鋼の開発を進めている。燃料被覆管材料にとって、クリープ特性は重要特性の一つである。よって、SFRに9Cr-ODS鋼を導入するためには、9Cr-ODS鋼の炉内クリープ強度の信頼性高い予測評価が不可欠である。本研究では、700
Cでの9Cr-ODS鋼のクリープ強度とナノ組織の定量的相関性について調査を行った。また、9Cr-ODS鋼照射材のナノ組織解析に基づく炉内クリープ特性予測の可能性について議論を行った。9Cr-ODS鋼の700Cでのクリープ破断寿命は、そのナノ組織と密接な相関を有することがわかった。9Cr-ODS鋼のクリープ破断寿命とナノ組織の相関を既存のクリープモデルに基づき解析し、両者をつなぐ相関式を示した。本相関式の信頼性を高めるためには、9Cr-ODS鋼の2次クリープ速度の応力指数と酸化物分散状態の関係を明らかにする必要がある。
鵜飼 重治*; 大野 直子*; 大塚 智史
Comprehensive Nuclear Materials, 2nd Edition, Vol.3, p.255 - 292, 2020/08
Fe-Cr基酸化物分散強化型(ODS)鋼は、Na冷却型高速炉の高燃焼度燃料被覆管等に必要とされる高温・高燃焼度環境下での耐久性に優れた先進材料として期待されている。本稿ではまず、高燃焼度燃料被覆管としての重要性能である管周方向の機械的特性評価(引張,クリープ等)等のFe-Cr基ODS鋼被覆管に関わる研究開発の現状についてレビューを行った。さらに、軽水炉の事故耐性燃料被覆管、および鉛ビスマス冷却型高速炉の燃料被覆管として期待されている高耐食性Fe-Cr-Al基ODS鋼被覆管の研究状況についてもレビューを行った。
大塚 智史; 矢野 康英; 中島 英治*; 光原 昌寿*; 大沼 正人*; 外山 健*
no journal, ,
2019年度下半期から2022年度末にかけて、「国家課題対応型研究開発推進事業」原子力システム研究開発事業(安全基盤技術研究開発 タイプB)で実施した事業「次世代原子力システム用事故耐性被覆管の照射特性評価技術の開発」の成果概要について、報告する。(1)非照射高温
超高温強度試験および組織構造解析 定量的相関式の基準となる9Cr-ODS鋼被覆管受入れ材の強度式について検討を進め、当初想定していた1000Cを大きく超える最高約1200Cまでの温度範囲でクリープ、引張、急速加熱破裂のいずれのモードにも適用可能な単一の強度式を定めた。これにより照射後試験において、クリープ試験、引張試験、急速加熱バースト試験いずれかの試験データを取得することで、照射による各モード共通の強度補正係数を定める手法の成立性見通しを得た。4つの手法によるナノスケール組織解析結果を強度との相関性等の観点で比較し、SAXSデータ取得(バルク材の平均データ)および各手法の相補的な活用の重要性を明らかにした。これにより、定量的相関式における重要なインプット情報であるナノスケール組織について、信頼性の高いデータを取得する方法を明らかにした。(2)照射影響評価3D-APおよびTEMを用いて相補的なナノスケール組織解析を進め、従来の報告(約110dpa)を超える高照射量(158dpa)環境下において、9Cr-ODS鋼中の分散粒子と同じY-Ti-O粒子が優れた安定性を有することを明らかにした。(3)相関式策定 中性子照射によりODS鋼被覆管のナノスケール組織が変化した場合、「SAXS/SANS等によるナノスケール組織定量解析に基づき照射による強度変化を評価する」という従来にない照射特性評価手法の見通しを得た。以上の成果は、事故時の破損抵抗性に優れたODS鋼被覆管の次世代原子力システム適用に向けた重要課題となっている材料強度基準等整備の加速に寄与するものである。
