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石尾 光太郎*; 中嶋 秀夫
鉄と鋼, 92(2), p.90 - 96, 2006/02
国際熱核融合実験炉(ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor)のトロイダル磁場(TF)コイル容器では、316LN鋼が使用される。ステンレス鋼鍛鋼品であるSUS F 316LN鋼の窒素(N)成分範囲は0.10
0.16%、熱間圧延板であるSUS 316LN鋼のN成分範囲は0.120.22%であり、4Kにおける強度及び靱性は、そのN量の影響を顕著に受けるため、広範囲のN量の違いによる4K機械的特性を把握することは、316LN鋼を使用するうえで非常に重要である。これまで、SUS 316鋼の炭素(C)+窒素(N)量を変化させ、それらの4K引張挙動について調査した研究はあるが、C量を0.03%以下に低く抑え、N量のみを変化させた316LNステンレス鋼の引張挙動についてはほとんど研究されていない。そこで本研究では、広範囲にわたるN量を有する316LNステンレス鋼の基礎データを得ることを目的として、N量のみを変化させた316LNステンレス鋼の極低温から室温までの機械的特性に及ぼすNの影響を調査した。この結果、0.2%耐力に対する本実験結果のN寄与は316鋼とほぼ同等であることがわかった。
石尾 光太郎*; 濱田 一弥; 中嶋 秀夫
鉄と鋼, 92(1), p.30 - 35, 2006/01
国際熱核融合実験炉(ITER)のトロイダル磁場(TF)コイルのジャケット材には、316LNステンレス鋼が使用される。また、超伝導線材として、Nb
Snが使用されるため、ジャケットには、650
C,240時間の超伝導生成熱処理が施される。一般的にステンレス鋼がこのような熱処理(時効処理)を受けると、結晶粒界が鋭敏化し、低温靱性が低下する。その靱性低下を抑制するためには、少量のNb添加が有効であるとの報告があるが、Nb単独の効果であるか、その他の不純物、特にPの効果なのか不明な点が多い。そこで本研究では、事項処理した316LNステンレス鋼の4Kにおける機械的特性に及ぼすN, Nb, P及びCの影響について調査した。また、将来、NbSnに代わりNbAlが使用されることが予想されるため、時効条件は二種類とした。その結果、Nbは靱性低下の抑制にはあまり寄与せず、P, Cの効果が大きいことが新しい知見として得られた。また、得られた結果より、工業レベルのP量(0.024%)を有する316LNでは、C量を0.01%以下、N量を0.18%以下に抑えることが重要であることがわかった。
Sn heat treatment中嶋 秀夫; 濱田 一弥; 高野 克敏*; 奥野 清; 藤綱 宣之*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 14(2), p.1145 - 1148, 2004/06
被引用回数：33 パーセンタイル：77.53(Engineering, Electrical & Electronic)ITERの中心ソレノイド(CS)コイルの導体ジャケットにステンレス鋼を使用することは、ニオブスズ生成熱処理において、Incoloy908のSAGBO割れを防止するための特殊な環境管理を必要とせず、製作の観点からの合理化が可能となる。原研は、室温からの4KへのJK2の熱収縮がIncoloyとほとんど同じであるJK2を開発した。このため、CSの機械的設計の変更は不要である。しかしながら、熱処理の間、不純物のリンは結晶粒界に炭化物の析出を促進し、脆化させる問題がある。リンの脆性効果を緩和する有効な手段としては、低炭素化とボロン添加が考えられるので、この観点からの研究を開始した。低炭素化及びボロン添加したJK2を製作し、中間的ビレットと最終的形状であるジャケットから切り取られたサンプルを使用して、引張強さ,破壊靭性、及び亀裂生長率の測定を行った。その結果、熱処理後4Kにおける伸びと破壊靭性はジャケットでは33%と91MPam
、中間的ビレットでは31%, 123MPamとなり、ITER目標を満たした。溶着金属についても機械的特性が測定され、目標を満たした。以上により、低炭素化とボロン添加は、延性と靱性の改善に有効であり、ITER CSのジャケット材料にJK2LBを適用することが可能であることを実証した。
五十嵐 浩一*; 関 正美; 下野 貢; 寺門 正之; 石井 和宏*; 高橋 正己*
JAERI-Tech 2003-030, 40 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-030.pdf:5.83MB
JT-60Uにおける電子サイクロトロン加熱(ECH)装置は、局所加熱あるいは電流駆動をすることが可能であり、動作周波数110GHzにおいて、出力約1MW,最大パルス幅5秒を出力するジャイロトロン4基を用いる。電子サイクロトロン波によるジャイロトロンが110GHzの高周波を発振するために必要な超伝導コイル(以降SCMと記す)は、ジャイロトロン内部のキャビティ付近に最大4.5Tの強磁場を発生する。この超伝導コイルの特徴は、4Kヘリウム冷凍機をコイルに搭載することによって、液体窒素を全く使用することなく運転することが可能であり、メンテナンス性が非常に優れていることである。ジャイロトロン用超伝導コイルを高出力・長パルスの環境で長期間継続運転した経験の報告は、これまであまりなく、大変貴重である。ジャイロトロン用超伝導コイルの運転経験から、ECH装置の運転における以下のような重要な知見を得た。4Kヘリウム冷凍機の交換時期の推定方法を試案して、ECH装置の順調な運転に寄与した。さらに、4Kヘリウム冷凍機停止が、150時間以下の場合には再起動後200時間程度以内でSCMの温度が通電可能温度(5.0K以下)まで到達することを実証できた。
state of 
Kr長 明彦; Czosnyka, T.*; 宇都野 穣; 水崎 高浩*; 藤 暢輔; 大島 真澄; 小泉 光生; 初川 雄一; 片倉 純一; 早川 岳人; et al.
Physics Letters B, 546(1-2), p.48 - 54, 2002/10
被引用回数：10 パーセンタイル：51.06(Astronomy & Astrophysics)Kr ビームを
Mo, 
Pb ターゲットに照射しクーロン励起実験を行った。最小自乗コードGOSIAを用いてKrの5つの低励起状態について6つの行列要素を求めた。2準位の四重極能率がはじめて得られた。実験で得られた四重極能率及びE2換算遷移確率は、N=50同中性子体の励起準位を系統的に再現した殻模型計算と良く一致している。
中嶋 秀夫
チタン, 50(2), p.98 - 101, 2002/04
国際熱核融合実験炉(ITER)を目指した超伝導モデル・コイル計画の一環として、トロイダル磁場コイル(TFコイル)用の純チタン管を用いた試験用超伝導コイルの製作・試験が日本原子力研究所及びロシア・エフレモフ電気物理工学研究所の協力で進められた。その結果、この試験コイルは、モデル・コイルが発生する13テスラの磁場中で、電流値4万6千アンペアで通電され、ITER TFコイルで要求される性能を実証した。この試験コイルの特徴は、ジャケットと超伝導線材の熱収縮量の違いで発生する熱ひずみによる超伝導特性の劣化を防止するため、ジャケットとしてチタン管を使用したことである。また、原研と新日本製鐵(株)との共同開発に基づき、酸素含有量0.106%のロシア製チタン管が今回使用された。本報では、超伝導コイルに純チタン管を使用する利点と純チタン応用のために行った研究開発成果について簡単に解説する。
菊澤 信宏*; 峰原 英介; 沢村 勝; 永井 良治; 高雄 勝*; 杉本 昌義; 大久保 牧夫; 佐々部 順*; 鈴木 康夫; 河原崎 雄紀*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 331, p.276 - 281, 1993/00
被引用回数：15 パーセンタイル：79.44(Instruments & Instrumentation)原研自由電子レーザーシステムは超電導RFリニアックを利用しているため、液体ヘリウム冷却系が必要となる。原研では閉回路ヘリウムガス冷凍機による内部冷却方式を採用し、設計・開発を行った。特に、冷凍機の冷却能力に限界があるため、クライオスタットの設計には注意を要する。また、冷凍機の加速器に与える影響について調べるためにテストクライオスタットを製作し、実証試験を行った。現在までの設計の手法や結果、実証試験の結果等について報告する。
中嶋 秀夫; 吉田 清; 辻 博史; R.L.Tobler*; I.S.Hwang*; M.M.Morra*; R.G.Ballinger*
Advances in Cryogenic Engineering, Materials, Vol.38, p.207 - 215, 1992/00
試験前の試験片温度が4Kであるシャルピ試験を4Kシャルピ試験と定義し、4Kでのシャルピ吸収エネルギが測定されている。しかしながら、試験時の試験片温度上昇は避けられず、実際の温度はかなり上昇しており、4Kでの破壊靱性を規定するには無理がある。本報告では、2種類の4Kシャルピ試験方法の対応及びシャルピ吸収エネルギと破壊靱性値との4Kにおける対応を調査した結果について述べる。この結果、シャルピ吸収エネルギと破壊靱性値との間には、有意な相関関係は見られず、法律で基底されているシャルピ吸収エネルギでの4K破壊靱性の評価は妥当でないことがわかった。
大久保 牧夫
JAERI-M 90-213, 15 Pages, 1990/12
原研リニアックの飛行時間スペクトロメータを用いて、天然ガリウムの中性子透過率を測定した。共鳴解析を行い、10.4keV以下の54本の中性子共鳴につき、共鳴パラメータを得た。これより平均準位間隔D=185
12eV、及びS波強度関数So=(1.20.2)
10
を得た。この測定により、共鳴解析を行なった領域を、従来の5.9keVから10.4keVに拡張した。オーバラップしている領域では、従来の測定値とよく一致した。
有賀 武夫; 片野 吉男; 鈴木 建次; 池田 裕二郎; 中村 知夫; 白石 健介
Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.667 - 670, 1985/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Materials Science, Multidisciplinary)核融合炉炉物理用中性子源の14MeV中性子を室温で3.010
/n
まで照射した純バナジウム試料中の欠陥集合体の分布を電子顕微鏡で観察し第1次ノックオン原子(PKA)のエネルギー分布との関係を調べた。欠陥集合体は、孤立した3~15nmのものと70nmの大きさの領域に数個のサブカスケードに分割した大きさ5~15nmの集合体が特徴的に観察された。集合体の数密度は210/m
であるが、個々のカスケード(1つのPKAに起因)としてはその1/2程度である。これは310/mまで照射したバナジウム中のPKA密度の約1/4に相当する。さらに、最も頻度高く観察された10~15nmの大きさの集合体は、2体衝突近似の格子照射損傷計算の結果から、約20KeVのPKAによるものと推定され、典型的なサブカスケードに分割した集合体は100~数百KeVのPKAに起因している。これはPKAのエネルギー分布で100~400KeVのPKAが約50%を占めることと顕著な相関を示すものと認められた。
