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上羽 智之
JNC TN9420 2000-005, 28 Pages, 2000/03
JNC-TN9420-2000-005.pdf:0.94MB
実用化戦略調査研究の第一フェーズの計画では、基本的な目標を高速炉、再処理施設及び燃料製造施設からなるFBRサイクルシステムの複数の実用化概念の摘出と技術開発計画等の実用化シナリオの提示としている。この研究開発はシステム技術開発(FBR、再処理及び燃料製造)、実用化要素技術開発、システム技術統合・評価の3つの階層で進めることとしており、FBRのシステム技術開発では、ナトリウム、重金属、ガス(炭酸ガス、ヘリウムガス)、水等の冷却材、中小型モジュール炉、並びにMOX、金属及び窒化物の燃料からなる技術選択肢に係るプラント概念を検討することとしている。本報告書はこの検討の一環として、ヘリウムガス冷却炉心の適応材料とそのHe環境下での健全性(腐食特性および機械強度、照射特性)に関する調査を行ったものである。
成田 大祐; 大代 操; 吉田 真之*; 小幡 真一; 関 正之; 檜山 敏明; 上村 勝一郎
PNC TN8410 97-045, 21 Pages, 1997/03
本試験は、予備焼成雰囲気としてAr-5%H2、N2及びCO2ガスを用い、ステアリン酸亜鉛及びアビセルを添加したPu富化度30wt.%混合酸化物燃料ペレットの予備焼成時の脱炭効果、またそれが焼結挙動に及ぼす影響を調べたものである。実施した試験の結果から、以下のことが結論として言える。(1)Ar-5%H2、N2及びCO2ガス雰囲気中における予備焼成時の炭素の脱離はペレットから分離・放出された酸素及び雰囲気中の不純物酸素との間で生じるC+1/202=CO反応が主として寄与するものと考えられる。従って、脱炭効果はペレットのO/Mが高く、雰囲気の酸素ポテンシャルが高いほど大きくなると推定される。(2)ステアリン酸亜鉛及びアビセルを添加した場合の焼結密度は、CO2ガスの方が炭素の脱離が十分進むため相対的に高くなるが、Ar-5%H2ガス予備焼結ペレットでは残存炭素の影響により低くなる。(3)ステアリン酸亜鉛のみ添加し、CO2ガス雰囲気で予備焼成したペレットの焼結密度は、原料粉末粒子の凝集強度及び粒子形状に起因し、低くなる場合と高くなる場合がある。(4)予備焼成雰囲気としてCO2ガスを使用する場合は、試料皿(Mo)との間でMo+2CO2=MoO2+2CO反応によるMo皿の酸化が起こるため、それに留意する必要がある。
辻 宏和; 鈴木 富男; 塚田 隆; 中島 甫
JAERI-M 91-136, 42 Pages, 1991/09
将来の原子炉出口冷却材温度1000
C級の高温ガス炉の開発に備えて、その高温構造用部材としてNi-Cr-W系の新合金の開発に取り組んできた。その第1段階においては、基本となるNi-Cr-W組成比の最適値がNi-18-19mass%Cr-20~22mass%Wであることを見出した。この最適なNi-Cr-W組成比を有する合金の、HTGRヘリウム中における腐食挙動に及ぼすMn,Si,B,Y及びTiの添加効果を系統的に調べ、以下の結論を得た。(1)本研究の対象とした合金の耐食性は、ハステロイXRと同等以上でり、従来のNi-Cr-W系合金より優れていた。(2)Mn及びSiの添加の有効性を確認することはできなかった。(3)B及びYの添加は、耐食性の向上に有効であった。(4)Tiの添加は、耐食性にとっては有害であった。但し、0.08mass%程度のTi添加は、耐食性を害するものではなかった。(5)従来のNi-Cr-W系合金よりも耐食性が十分に改善された合金の化学組成を見つけることができた。
倉田 有司; 小川 豊; 中島 甫
鉄と鋼, 74(2), p.380 - 387, 1988/02
高温ガス炉1次冷却系ヘリウム中での構造材料のクリープ挙動に及ぼす脱炭性雰囲気の影響を調べるため、不純物組成の異なる4種のヘリウム雰囲気中、950CでハステロイXRおよびXR-IIのクリープ試験を行った。実験を行った4種のヘリウム中、低酸素分圧・低炭素活量のヘリウムで脱炭が観察された。脱炭が起った雰囲気では、急速な加速クリープが現われ、クリープ破断時間は著しく減少した。高温ガス炉1次冷却系ヘリウム中で、ハステロイXRおよびXR-IIの脱炭は、Crのスタビリティ図を用いた腐食領域図を使用することによって予測できることが示された。脱炭による金属材料のクリープ強度低下を防ぐために、高温ガス炉1次冷却材中の不純物をコントロールすることの重要性が指摘された。
新藤 雅美; W.J.Quadakkers*; H.Schuster*
Journal of Nuclear Materials, 140, p.94 - 105, 1986/00
被引用回数：19 パーセンタイル：85.86(Materials Science, Multidisciplinary)Ni基耐熱合金の腐食試験を900と950Cの高温ガス炉近似ヘリウム環境中で行い以下のことが明らかになった。脱浸炭挙動は合金中のCr,Ti(Al)含有量に強く依存する。浸炭雰囲気中ではTiの単独又はAlとの複合添加が浸炭抵抗を高める。酸化雰囲気中ではCr,Al(Ti)の含有量が多い合金は脱炭しにくいが、この雰囲気中ではTi,Alを添加した合金の対酸化性は悪い。これら実験で得られた一連の結果は新しく開発された高温ガス炉近似ヘリウム環境中の耐熱合金の腐食の理論で説明できる。
新藤 雅美; 鈴木 富男; 近藤 達男
JAERI-M 83-108, 17 Pages, 1983/07
高温ガス炉の中間熱交換器用の新しい超耐熱合金である113MA合金とKSN合金は、原子力製鉄技術研究組合(ERANS)によって開発され、そして選ばれた合金である。この二つの合金を高温ガス炉冷却材近似のヘリウム中で室温と900C、室温と1000Cの間の熱サイクル下の腐食試験を行い、腐食挙動を評価した。得られた結果は、(1)KSN合金の酸化量は113MA合金より少ない。(2)1000Cにおける、Cr欠乏層深さの進行速度から求めた放物線速度定数は113MAが5.66
m
/hrで、KSNが3.64m/hrであった。(3)酸化膜の密着性は900CではKSNが、1000Cでは113MAが優れていた。(4)両合金とも粒界酸化が観察され、KSNの粒界酸化物はAl、Ti、Crで、113MAはTiの酸化物である。(5)両合金ともはく離酸化物中へのCoの移行は無視できるほど少ない。(6)KSNは900Cと1000Cともに浸炭、113MAは900Cでは浸炭、1000Cでは脱炭傾向を示した。
西尾 軍治; 下川 純一
JAERI-M 4438, 14 Pages, 1971/05
この研究は、炭化物燃料とステンレス鋼の両立性を支配する炭素移行現象の機構をあきらかにするために行なうためのものである。Naが充填されたNiカプセル内に
CでラベルしたUC燃料とステンレス鋼(AISI304)を挿入、その系を750Cで加熱、適当な時間間隔で出された鋼中の放射能を測定、鋼内に浸炭したCの濃度分布を求めた。浸炭現象に起因した濃度分布式は、炭化物燃料から鋼への炭化の移行が「燃料内UC
中の炭素がNaによって浸出される」という、いわゆる脱炭機構とステンレス鋼の浸炭が「炭素原子の粒界拡散に基く」という拡散機構を結合したモデルから求められた。実験から得られた鋼中のCの分布値は、このモデルより計算した値と比較的良く一致し、この結果から、燃料の脱炭速度が鋼の浸炭の度合を律していること、また鋼の脱炭相は、粒界にそって生長してゆくことがあきらかになった。
