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論文

Susceptibility to neutron irradiation embrittlement of heat-affected zone of reactor pressure vessel steels

高見澤 悠; 勝山 仁哉; 河 侑成; 飛田 徹; 西山 裕孝; 鬼沢 邦雄

Proceedings of 2019 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2019) (Internet), 8 Pages, 2019/07

原子炉圧力容器鋼の溶接熱影響部(HAZ)について、実際の原子炉圧力容器を模擬した継手溶接材(継手HAZ)及びHAZの代表的な組織を再現した熱処理材を作製し、JRR-3を用いた中性子照射試験及び照射後試験を実施し、照射前後の微細組織変化及び機械的特性変化を調べた。未照射材において、継手HAZ及び細粒HAZの破壊靭性が母材よりも低く、その要因が島状マルテンサイトやフェライト相の存在に因ることを明らかにした。また、粗粒HAZの中性子照射脆化感受性は母材よりも小さい値を示し、継手HAZ及び細粒HAZは母材と同等であることを明らかにした。

論文

Statistical analysis using the Bayesian nonparametric method for irradiation embrittlement of reactor pressure vessels

高見澤 悠; 伊藤 裕人; 西山 裕孝

Journal of Nuclear Materials, 479, p.533 - 541, 2016/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

高中性子照射量領域における照射脆化に関して、ノンパラメトリックベイズ法を用いて日本国内の監視試験データや試験炉照射データに対して統計解析を実施した。ノンパラメトリックベイズ法は実測データを正規分布の和で表す解析手法であり、正規分布の数と平均値や分散は実測データの複雑さに応じて決定される。本研究では、照射脆化の主因として考えられている溶質原子クラスタを構成する元素(Cu, Ni, Mn, Si, P)や照射条件を入力パラメータとして、照射脆化との関係を評価した。解析の結果、中性子照射量が異なるデータであっても同じ材料のデータは同じ正規分布に分類されており、中性子照射量に依存した脆化メカニズムが顕在化していないことが示唆された。

論文

Bayesian statistical analysis on chemical composition contributing to irradiation embrittlement at high fluence region

高見澤 悠; 西山 裕孝

Proceedings of 2016 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2016) (Internet), 5 Pages, 2016/07

原子炉圧力容器の照射脆化に関して、高照射量領域における脆化に寄与する化学元素を明らかにするため、国内のPWRプラントの監視試験データを対象にノンパラメトリックベイズ法に基づく統計解析を実施した。すべての脆化予測式でパラメータとして考慮されている中性子照射量、Cu, Ni含有量に加えてP, Si, Mnの照射脆化への寄与を評価した。その結果、シリコンを入力パラメータとして考慮することで予測性がよくなることから、高照射量領域においてシリコンが脆化に寄与していることが示唆された。

論文

低銅原子炉圧力容器鋼の照射脆化特性

鈴木 雅秀; 西山 裕孝

金属, 71(8), p.42 - 45, 2001/08

Cu含有量が少ない原子炉圧力容器鋼材(以後、低銅圧力容器鋼材と呼ぶ)の照射特性について、実験的に検討した結果を紹介し、脆化にかかわる課題について解説した。照射データは全てJMTRを用いて取得したものである。全般的な照射特性としては、シャルピー衝撃特性の変化量($$Delta$$T41J)は小さく、良好な性質を有することがわかるが、鋼材間のばらつきが大きく、鋼材によっては、2$$times$$1019 n/cm$$^{2}$$ (E$$>$$1MeV)の照射で$$Delta$$T41Jが60$$^{circ}C$$を超える。高純度の低銅鋼材に対しては、脆化予測式から判断すればもっと脆化の低減が期待されてもよいものである。低銅鋼材における照射特性の相違、ばらつきは鋼材組織の何を反映しているのかについて、未照射材を用いた検討を行った。この結果、中性子による変化の少ない低銅鋼材ほど微細で高密度の炭化物を有する組織となっていることがわかった。この他、化学成分として窒素の効果等について言及した。

論文

超音波を用いた圧力容器鋼の照射脆化診断法の技術開発

石井 敏満; 大岡 紀一; 新見 素二; 小林 英男*

金属, 71(8), p.20 - 24, 2001/08

JMTRホットラボにおいて、原子炉圧力容器鋼など構造材料について超音波を応用した非破壊的照射脆化診断技術の開発を進めている。これまでに、原子炉圧力容器用A533B cl.1鋼材,不純物Pの含有量を低く調整したA533B cl.1鋼材及びサブマージアーク溶接材の3種類の材質の衝撃試験片をJMTRにおいて523K又は563Kで中性子照射を実施した。これらの試験片について遠隔操作による超音速測定を行い、試験片中を伝わる超音波の音速及び減衰率を求めた。その結果、未照射材に比べて照射材では、横波及び縦波の音速が低下するとともに、縦波の減衰率が上昇することがわかった。また、音速の低下は、中性子照射による鋼材の剛性率及びヤング率の低下に起因することが予測される。更に、シャルピー吸収エネルギーの41Jレベル遷移温度のシフト量が増加するのに伴い横波の音速が低下し、縦波の減衰率が上昇する特性データを得た。

論文

軽水炉構造材料の経年劣化; 炉内構造材と圧力容器鋼

塚田 隆; 海老根 典也

日本AEM学会誌, 9(2), p.171 - 177, 2001/06

経年劣化とは、各種機器・材料の時間に依存する劣化を意味し、それはプラント構造物の信頼性・安全性及び使用寿命を決定する主要因である。わが国でも既に運転開始後30年を越える軽水発電プラントが出てきており、軽水炉プラントの高経年化に伴う保全技術開発及びその基礎となる材料の経年劣化機構の研究が重視されている。軽水炉本体を構成する材料は、炉内構造材と圧力容器鋼に大別されるが、これらは高温高圧水と中性子・$$gamma$$線照射という、ほかの工業プラントにはない特殊な環境で使用される。軽水炉における材料の経年劣化は、主にこの特殊な環境の影響が材料に蓄積されることにより生じる。軽水炉の高経年化にかかわり考慮すべき経年劣化事象は、炉内構造物については疲労,応力腐食割れ,照射誘起応力腐食割れ,圧力容器については中性子照射脆化,疲労などであり、これらの現象の機構解明と対策技術の開発研究が進められている。さらに今後は、材料の経年劣化を損傷の発生前に検知すること、それに基づき損傷発生の予防策を講じることが重要となる。本報では、軽水炉の炉内構造材及び圧力容器鋼を対象とし、使用材料と環境、主要な劣化損傷現象について概観し、それらの電磁気的手法による非破壊評価の可能性にも触れる。

論文

増分透磁率変化曲線を用いた圧力容器鋼材の磁気・機械特性の評価

海老根 典也; 鈴木 雅秀

日本応用磁気学会誌, 25(4-2), p.1051 - 1054, 2001/04

原子炉圧力容器鋼の機械特性の劣化を非破壊的に評価する手法として、増分透磁率の変化曲線を用いる磁気的測定法を提案し、その有効性を示すため実施した試験結果について報告する。供試鋼材にはA533B鋼及びSUS410鋼を用いた。増分透磁率は、巻線を施した被測定鋼材のトロイダル型試料に直流のバイアス磁界を加えながら微少励磁磁界を重畳させて励磁し、その誘導電圧成分を測定した。得られた結果は、保磁力近傍で明瞭なピークを示し、ピーク間の幅は保磁力と非常に良い相関がある。また、保磁力と最大透磁率はともに機械的特性(硬さ及び降伏強さなど)とも良い相関がある。したがって、マイナーループに沿った増分透磁率測定を実施し、保磁力及び最大透磁率を求めれば、被測定鋼材の機械的性質の評価が可能である。

論文

超音波を用いた圧力容器鋼材の照射脆化診断法の技術開発

石井 敏満; 大岡 紀一; 星屋 泰二; 小林 英男*

KURRI-KR-62, p.29 - 41, 2001/03

原子力発電プラントの寿命延長により、炉内に装荷されている圧力容器監視試験片の不足が予想される。このため、試験片を再利用し、長期にわたる監視試験データを得るために、非破壊評価方法の適用が検討されている。ホットラボ課では、超音波を用いた圧力容器鋼材などの照射脆化診断法の技術開発を進めている。これまでに、原子炉圧力容器用A533B-1鋼材,不純物Pの含有量を低く調整したA533B-1鋼材及びサブマージアーク溶接材の3種類の材質からなる衝撃試験片をJMTRで照射した後、遠隔操作による超音波測定を行い、照射材中の音速及び減衰率の変化を求めた。その結果、全ての照射材で音速が低下し、減衰率が上昇する傾向が得られた。また、音速低下は照射材のヤング率の低下に起因することが予想された。さらに、シャルピー吸収エネルギーの41Jレベル遷移温度のシフト量増大に対して音速が低下し、減衰率が上昇する傾向が得られた。

論文

Newly developed non-destructive testing method for evaluation of irradiation brittleness of structural materials using ultrasonic

石井 敏満; 大岡 紀一; 加藤 佳明; 齋藤 順市; 星屋 泰二; 芝田 三郎*; 小林 英男*

JAERI-Conf 99-009, p.163 - 172, 1999/09

原子力プラントの寿命延伸に伴う監視試験片数量の減少により、圧力容器鋼などの中性子照射脆化量を合理的に評価する新手法の確立が必要となる。本研究では、超音波を利用した非破壊試験手法を構造材料の照射脆化量の評価に適用するため、中性子照射したA533B1鋼や溶接金属に入射した超音波の音速及び減衰率の評価を行い、これらの超音波伝播特性と41Jシャルピー遷移温度の移行量との関係を明らかにした。その結果、遷移温度の移行量が増大すると超音波の音速が減少し、一方、減衰率が増加する傾向が認められた。特に、超音波横波音速の変化と遷移温度の移行量との間には良い相関があることがわかり、照射脆化量を非破壊的に評価する手法としての超音波法の有効性を明らかにした。

論文

Nondestructive evaluation for characterizing neutron irradiation embrittlement of materials by using ultrasonic technique

石井 敏満; 大岡 紀一; 小林 英男*

Proc. of 2nd Japan-US Symp. on Advances in NDT, p.151 - 156, 1999/00

原子炉圧力容器鋼の経年的な中性子照射脆化量を評価するために炉内に装荷した監視試験片数量の減少が懸念され、監視試験を補う合理的な非破壊試験手法の確立が急務となっている。本報告では、A533B1鋼等の炉内構造材料の照射及び未照射試料に入射した超音波の伝播時間や底面エコー高さを測定した結果をもとにその音速及び減衰率の変化を評価した。照射脆化した材料では、超音波の音速が減少し、一方、減衰率が増加する傾向が認められた。さらに、超音波の横波音速変化と41Jシャルピー遷移温度の移行量との間に良い相関が認められたことから、超音波法が照射脆化量を非破壊的に評価する手法として有効であることを明らかにした。このほか、超音波の伝播時間やエコー高さなどの特性値をホットセル内で、容易かつ高精度に測定するために開発した遠隔操作用の超音波探触子固定治具の概要について紹介した。

報告書

照射試験片の再生技術の開発,3; 平成7,8年度原研・IHI共同研究成果報告書(共同研究)

西山 裕孝; 深谷 清; 鬼沢 邦雄; 鈴木 雅秀; 中村 照美*; 貝原 正一郎*; 吉田 和夫*; 佐藤 彰*

JAERI-Tech 98-041, 30 Pages, 1998/10

JAERI-Tech-98-041.pdf:2.0MB

本報告書は平成7,8年度に実施した照射試験片の再生技術の開発に関する原研・IHI共同研究の成果をまとめたものである。当該年度は、表面活性化接合法の高度化を図るために、接合面形状の変更を行い、接合制御パラメータとしてトルクを導入した。また、接合した試験片の非破壊検査、接合中の試験片の温度測定等を行うとともに、接合がシャルピー衝撃試験結果に与える影響等について詳細に検討した。さらに、中性子照射を受けても接合部の健全性が確保できることを示した。

報告書

Investigation on the evaluation of cleavage fracture toughness using PCCv specimens in the ductile-brittle transition range of reactor pressure vessel steels (contract research)

鬼沢 邦雄; 飛田 徹; 鈴木 雅秀

JAERI-Research 97-081, 36 Pages, 1997/11

JAERI-Research-97-081.pdf:1.44MB

原子炉圧力容器用鋼材の延性脆性遷移温度域におけるへき開破壊開始時の破壊靱性値を精度良く求めるため、4種類の国産圧力容器用ASTM A533B-1鋼を使用して、予き裂付シャルピー型破壊靱性(PPCv)試験片の適用性を検討した。PCCv試験片と標準型1T-CT試験片から得られる破壊靱性値の間に認められた試験片寸法効果を補正するため、最弱リンク理論に基づく補正式をPCCvデータに適用した。しかしながら、鋼材により寸法効果は十分に補正しきれない場合があることがわかった。また、ASTMで提案されているマスターカーブ法を適用し、PCCv試験片の試験結果から破壊靱性遷移曲線の照射によるシフトを求めると、シャルピー41Jレベルの遷移温度シフトより大きいことが示された。さらに、試験片の破面観察により、へき開破壊前の延性き裂成長及び破面上のへき開破壊の起点について特徴付けを行った。

報告書

HTTR圧力容器用21/4Cr-1Mo鋼の照射後疲労試験

石井 敏満; 深谷 清; 西山 裕孝; 鈴木 雅秀; 衛藤 基邦; 近江 正男; 三村 英明; 大岡 紀一

JAERI-Research 96-028, 33 Pages, 1996/06

JAERI-Research-96-028.pdf:1.85MB

HTTR圧力容器用21/4Cr-1Mo鋼の照射後疲労試験を実施し、疲労寿命及び繰り返し軟化挙動に与える中性子照射の影響を調べた。試験は大洗ホットラボ施設に設置された照射後疲労試験装置を用いて、真空中450$$^{circ}$$C、歪み速度0.1%/s、制御歪み範囲0.75~1.5%で行った。主要な結果は次の通りである。1)2$$times$$10$$^{19}$$n/cm$$^{2}$$($$>$$1MeV)以上の中性子照射量を受けた材料では、繰返し疲労試験初期の最大応力が増大した。2)照射材と未照射材の繰返し軟化挙動に顕著な差はなかった。3)照射により延性が低下した材料では、未照射材に比べて疲労寿命が僅かに減少した。4)HTTR圧力容器における設計上の中性子照射量では、疲労寿命と繰返し軟化挙動に与える照射の影響はないものと考えられる。

論文

Fracture toughness evaluation in the transition region of reactor pressure vessel steel

鬼沢 邦雄; 鈴木 雅秀

IWG-LMNPP-95/5 (Vol. I), 0, p.279 - 293, 1995/00

原子炉圧力容器鋼材の延性脆化遷移温度における破壊靱性評価法について、統計手法及び破面観察による検討を行った。主にシャルピー型の破壊靱性試験片を使用し、IAEA共通鋼材JRQの評価を行った。ワイブル型の統計解析により、シャルピー型試験片で下限破壊靱性を評価できることがわかった。ただし、この場合10本程度の試験片が必要となる。破面観察からは、延性き裂が発生している場合に、延性き裂発生点の推定が可能であり、それにより保守的な評価が可能である。統計手法により求めた破壊靱性遷移曲線の中性子照射によるシフト量は、シャルピー遷移曲線のシフトよりも、やや大きいことが示された。

報告書

Irradiation experiments of low copper A533B steels for reactor pressure vessel tested in JMTR

鈴木 雅秀; 鬼沢 邦雄; 木崎 實

JAERI-Research 94-015, 74 Pages, 1994/09

JAERI-Research-94-015.pdf:1.59MB

不純物元素の銅含有量の少ないA533B鋼について、照射脆化特性に関し、JMTRを用い照射速度ならびに照射温度依存性の観点から調べ、以下のことが判明した。中性子束が10$$^{12}$$から10$$^{13}$$n/cm$$^{2}$$(E$$>$$1MeV)の範囲では、照射速度効果は余り大きくない。照射温度の低下に伴い、照射による遷移温度の上昇量、降伏応力の増加量は共に大きくなり、その割合はそれぞれ、1$$^{circ}$$C/$$^{circ}$$Cおよび0.8MPa/$$^{circ}$$Cとなる。この他、低銅圧力容器鋼材の脆化に及ぼす影響因子について議論した。

論文

照射相関に立脚した圧力容器鋼の照射脆化機構研究の現状

石野 栞*; 関村 直人*; 鈴木 雅秀; 浅野 恭一*; 永川 城正*; 柴原 格*

日本原子力学会誌, 36(5), p.396 - 404, 1994/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.54(Nuclear Science & Technology)

原子力機器の高信頼性、長寿命化への要求がさらに高まるのに伴い、照射環境における材料挙動を機構論的理解の上に立って評価することに関心が持たれるようになっている。異なった照射条件下の材料挙動を関連づけていく場合のスケーリング則を「照射相関」と呼ぶが、圧力容器鋼の照射脆化予測も機構の理解の上に立ち、照射相関の考えに基づいて行うことが精度の向上につながると考えられる。ここでは、照射脆化機構研究についての現状を解説する。

論文

Development of comprehensive material performance database for nuclear applications

辻 宏和; 横山 憲夫*; 塚田 隆; 中島 甫

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(12), p.1234 - 1242, 1993/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:60.58(Nuclear Science & Technology)

原研で、原子力施設用材料の特性データ効率的に利用することを目的として開発・整備を進めてきた原子力材料総合データベース(JMPD)の概要及びその利用例を紹介する。JMPDは、大型計算機のリレーショナルデータベースであるPLANNERを用いて、データの入力と管理を行い、これを中核として、検索支援システムの充実が図られている。必要なデータを容易に検索できるようにするために、利用者がデータ構造やデータ内容に精通していなくても、メニュー選択方式で目的とする検索が可能なシステムを新たに作成した。JMPDの利用例に関しては、以下の2種類のデータ解析について述べる。(1)試験研究炉用アルミニウム合金の設計降伏点(Sy)及び設計引張強さ(Su)の検討、(2)原子炉圧力容器鋼の疲労き裂成長速度のばらつき/再現性と$$Delta$$K増加型あるいは$$Delta$$K一定型といった試験モードの差との関係に関する統計解析。

報告書

Development of JAERI material performance database(JMPD) and examples of its utilization

辻 宏和; 横山 憲夫*; 塚田 隆; 中島 甫

JAERI-M 93-204, 24 Pages, 1993/10

JAERI-M-93-204.pdf:0.79MB

原子力施設用材料の特性データを効率的に利用することを目的として開発・整備を進めてきた原子力材料総合データベース(JMPD)の概要及びその利用例を紹介する。JMPDは、大型計算機のリレーショナルデータベースであるPLANNERを用いて、データの入力と管理を行い、これを中核として、検索支援システムの充実が図られている。必要なデータを容易に検索できるように、利用者がデータ構造やデータ内容に精通していなくても、メニュー選択方式で目的とする検索が可能なシステムを新たに作成した。JMPDの利用例に関しては、以下の3種類について述べる。(1)試験研究炉用Al合金の設計降伏点及び設計引張強さの検討,(2)原子炉圧力容器鋼の疲労き裂成長速度のばらつきと$$Delta$$K制御モードの差との関係に関する統計解析,(3)クリープ曲線データから最小クリープ速度及び3次クリープ開始点を客観的に決める方法の提案。

報告書

Statistical analyses of variability/reproducibility of environmentally assisted cyclic crack growth rate data utilizing JAERI Material Performance Database(JMPD)

辻 宏和; 横山 憲夫*; 中島 甫; 近藤 達男

JAERI-M 93-078, 42 Pages, 1993/05

JAERI-M-93-078.pdf:0.84MB

材料応用工学研究室で整備を進めている原子力材料総合データベース(JAERI Material Performance Database;JMPD)に格納されている原子炉圧力容器鋼の疲労き裂成長速度データの統計解析を行い、$$Delta$$K(応力拡大係数範囲)増加型の疲労き裂成長試験で得た速度データと$$Delta$$K一定型の疲労き裂成長試験で得た速度データのばらつき、再現性を比較した。その結果、データのばらつき、再現性といった観点からは、$$Delta$$K一定型の疲労き裂成長試験の方が好ましいこと、またその傾向は、大気中のデータよりも軽水炉一次冷却水近似環境中のデータにおいて、より顕著であることが分かった。

論文

Statistical analyses of variability/reproducibility of environmentally-assisted cyclic crack growth rate data relative to $$Delta$$K control modes

辻 宏和; 横山 憲夫; 中島 甫; 近藤 達男

Journal of Nuclear Materials, 202, p.79 - 86, 1993/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:80.42

材料応用工学研究室で整備を進めている原子力材料総合データベースJMPDに格納されている原子炉圧力容器鋼の疲労き裂成長速度データの統計解析を行い、$$Delta$$K(応力拡大係数範囲)増加型の疲労き裂成長試験で得た速度データと$$Delta$$K一定型の疲労き裂成長試験で得た速度データのばらつき、再現性を比較した。その結果、データのばらつき、再現性といった観点からは、$$Delta$$K一定型の疲労き裂成長試験の方が好ましいこと、またその傾向は、大気中のデータよりも軽水炉一次冷却水近似環境中のデータにおいて、より顕著であることがわかった。

42 件中 1件目~20件目を表示