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本間 信之*; 千葉 恭彦*; 棚井 憲治
JNC TN8400 99-049, 94 Pages, 1999/11
本報では、高レベル放射性廃棄物の地層処分の人工バリアを構成する要素の一つであるオーバーパックについて、複合オーバーパックの現有技術での製作可能性を確認するために実規模容器での試作を行った結果を報告するものである。耐食層の材質については、超長期の耐腐食性が期待できる無酸素銅を選択した。複合構造については、耐食層である銅の外容器と、強度部材となる炭素鋼の内容器からなる2重容器構造とした。試作は銅製外容器のみ実施した。無酸素銅およびリン入り無酸素銅を用いて両者の比較を行った。製作方法については、胴部および底部については後方押出し加工による一体成形法とし、蓋部については本体との溶接を電子ビーム溶接法を用いて行うことした。試作後、容器から採取した試験片を用いて各種機械試験を実施し、今回採用した銅製外容器の後方押出し加工による製作方法は、現有技術で十分に対応可能であることを確認した。蓋の溶接部については超音波深傷試験を実施し、電子ビーム溶接の適用性を確認した。またオーバーパック寿命期間中にガラス固化体から発せられる放射線による炭素鋼内容器の脆化の程度を検討した結果、無視できるレベルであることが分かった。最後に今後検討されるべき課題をまとめた。
本田 明; 野高 昌之*; 鶴留 浩二; 井上 邦博*; 石川 博久; 佐久間 秀樹
PNC TN1410 92-059, 96 Pages, 1992/07
(目 的)オーバーパックの有力候補材料である炭素鋼で、実スケールの自己しゃへい型オーバーパックを設計・試作し、設計・製造プロセスでの技術的課題を抽出する。(内容)処分深度1000m程度を想定して、地圧27.5PMa(垂直)、27.5
54.9MPa(水平)、温度150度Cの条件で円筒型オーバーパックを設計した。材質は、SFVC1(圧力容器用炭素鋼鍛鋼品)を選定し、ASME-CODE-Sec.IIINEによる強度計算の結果、必要肉厚は212mmとなった。しゃへい解析に対する余裕(210mm必要)および腐食代を考慮し、肉厚を300mm(腐食代50mm)とした。製造技術上の課題は、蓋部の接合方法である。今回の検討では電子ビーム溶接の適用が有望と考えられ、施工試験により肉厚200mmの健全溶接が可能であることを確認した。(今後の課題)オーバーパックの製造技術は、現状の技術水準で十分成立可能であるが、蓋部の溶接方法の確認を行っておく必要がある。現状で有力な電子ビーム溶接を中心に、溶接システムおよび品質保証方法を確立しておくことが重要である。
関 正之
PNC TJ8009 91-001, 81 Pages, 1991/06
大型高速実証炉長寿命燃料集合体のラッパ管には、スエリングの小さい高強度高クロムフェライト系耐熱鋼が用いられる可能性がある。しかし、高強度高クロムフェライト系耐熱鋼はオーステナイト系ステンレス鋼に較べて溶接が難しく、ラッパ管として実用化するには溶接施工法の確立が必要である。初年度(平成元年)の研究では三種類の溶接法(TIG、電子ビーム溶接、レーザー溶接)の比較を行い、電子ビーム溶接法が溶接ビード形状、溶接欠陥、引張性質、曲げ性質、衝撃性質、クリープ破断強度などで最適であることを見いだした。前年度は電子ビーム溶接法により、ラッパ管とラッパ管と同材質の模擬エントランスノズルとを円周溶接するための溶接条件の検討、溶接後の割れ防止のための後熱処理条件の検討を実施した。本年度は、前年度に検討した後熱処理条件(真空熱処理炉)行われたものと同等の硬さ、組織を目標に電子ビーム法による局部焼鈍処理法を検討し、最終的にはラッパ管とエントランスノズルを電子ビーム溶接した供試材を用い、電子ビーム法による局部焼鈍条件を見い出した。
沢井 友次; P.Maziasz*; 菱沼 章道
Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.519 - 522, 1991/00
被引用回数：9 パーセンタイル：69.44(Materials Science, Multidisciplinary)工学的に重要な溶接材の照射挙動を調べるために、電子ビーム溶接したステンレス鋼の中性子照射実験を行った。用いた試料は、改良ステンレス鋼及び規格316鋼で、実験は核融合炉条件に合せるためのスペクトル調整し、He appm/dpa比を10-12として、400
Cで最大8dpaまで照射した後、ミクロ組織を観察した。両合金のスエリング量は0.1%以下と非常に小さいが、溶接部はマトリックスに比べて大きくなる傾向を示した。溶接部の中でもセル境界付近に、より大きなボイドが観られることから、この傾向は従来の電子線による模擬実験結果と同様、溶接時に主構成または微量元素の偏析が原因していると推定される。
沢井 友次; 深井 勝麿; 古平 恒夫; 西田 隆*; 名山 理介*; 菱沼 章道
Journal of Nuclear Materials, 155-157, p.861 - 865, 1988/00
被引用回数：4 パーセンタイル：46.77(Materials Science, Multidisciplinary)チタン添加316ステンレス鋼の溶接溶金部では、その凝固偏析によって有効なチタン濃度が減少し、その耐スエリング性が劣化するという事を著者らは前回の同国際会議において指摘した。この劣化を防止するために、溶接時にチタン・ホイルをはさんで電子ビーム溶接を行い、溶接溶金部のチタン濃度を高める工法の検討を行った。本研究では、溶金部にチタン、ホイルから導入されたチタンの効果を明らかにするため、母材としてはチタンを含まない316に対し、上記チタン・インサート電子ビーム溶接を行い、継手の機械的特性試験、その溶金部に対して微小領域分析電子顕微鏡による偏析状態のチェック、超高圧電子顕微鏡による電子線照射試験を行った。この結果、得られた継手の機械的特性は満足すべきものであり、またチタンによるボイドスエリング抑制効果も確認された。
沢井 友次; 深井 勝麿; 浜田 省三; 鈴木 建次; 菱沼 章道
Journal of Nuclear Materials, 141-143, p.444 - 447, 1986/00
被引用回数：4 パーセンタイル：48.02(Materials Science, Multidisciplinary)現実の核融合炉建設にあたっては、その第1壁構造材料に対して溶接施工は不可避である。本研究では0.08%Tiを含む316鋼及びJPCAに対して電子ビーム溶接を行い、その溶接ビード部から電子顕微鏡試料を採取して超高圧電子顕微鏡内で電子線照射を行い、また分析電子顕微鏡により凝固時の偏析状態を調べた。電子線照射による耐スウェリング性の試験では、316鋼、JPCA共に、溶接溶金部では母材に比してボイドスウェリングが著しく大であった。分析電子顕微鏡による微小領域分析の結果、溶接溶金部の凝固セル状組織のセル界面領域に溶質元素の濃縮がみられ、このため溶金部の他の領域ではスウェリング抑制元素の濃度が低下して上記スウェリング挙動を示したものと考えられる。
荒 克之; 山田 政治
日本原子力学会誌, 23(3), p.183 - 190, 1981/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Nuclear Science & Technology)炉内センサのシースケーブル貫通部(引出部)のシール溶接を電子ビームおよびマイクロプラズマアークを用いて行い、比較検討した。その結果を資料としてまとめたものである。 外径1.0mm
のインコネルシースおよびステンレスシースのケーブルをそれぞれ、インコネルまたはステンレス製のニップルを通して引出し、ニップル先端部でシール溶接を行い、オートクレーブ試験、溶接部断面顕微鏡検査、ヘリウムリーク試験、引張試験、折曲試験を行った。その結果、十分なシール性能が得られることがわかったが、長期信頼性の点からは電子ビームによるシール方法が優れていると言える。
若井 栄一; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; Guan, W.; 花野 耕平*; 木下 秀孝; 成井 紀男*; 羽賀 勝洋; 勅使河原 誠; et al.
no journal, ,
J-PARCの核破砕中性子源施設は大強度(1MW(3GeV, 25Hz))での安定運転を目標としている。核破砕中性子源の水銀ターゲット容器は、水銀容器及び冷却水層を有する保護容器から成る薄肉多重容器構造を持ち、耐食性が良いSUS316L鋼で製作している。本研究では運転時に発生する応力をより低減させるため、従来と構造を大きく変更した半無拘束型ターゲット構造モデルの成立性を検討した。有限要素法などによって解析を進めた結果、設計要件を十分に満足させることができた。一方、その製作技術の評価では水銀容器と保護容器を繋ぐ部分(リブ)を容器後方の一部のみとし、溶接時に生じる熱変形や残留応力を低下させるため、電子ビーム溶接法による技術実証試験を行った。また、保護容器の構造強度を高めるとともに製作時間を短職化させるため、水路の体積を減少させる構造を採用し、その水路の加工をガンドリル法によって製作技術の実証試験を行った。その結果、応力などの解析評価と技術実証によりその成立性に関する良好な結果を得た。また、本評価を基にした実機ターゲット容器の製作も進んでおり、その近況も報告する。
