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論文

先進的なナトリウム冷却高速炉の炉心出口部におけるサーマルストライピング現象に関する水流動試験,1; 制御棒周辺部の温度変動緩和対策の提案

小林 順; 相澤 康介; 江連 俊樹; 栗原 成計; 田中 正暁

保全学, 20(3), p.89 - 96, 2021/10

先進的なナトリウム冷却高速炉の炉内構造物(UIS)の底部板において、燃料集合体からの高温のナトリウムが制御棒チャンネルやブランケット集合体からの低温のナトリウムと混合する。炉心出口と低温チャンネル間の異なる流体温度の混合によって発生する温度変動は、UIS下部周辺の構造物に対して、高サイクル熱疲労の原因となる可能性がある。このため、Advanced-SFRの上部プレナムを1/3スケール60度セクタでモデル化した試験体を使用して、UIS下部周辺で発生する有意な温度変動に対する対策を試験する水流動試験を行った。その結果、温度変動強度を緩和する対策の効果が確認された。

論文

先進的なナトリウム冷却高速炉の炉心出口部におけるサーマルストライピング現象に関する水流動試験,2; 径方向ブランケット燃料集合体周辺部の温度変動緩和対策の提案

小林 順; 相澤 康介; 江連 俊樹; 栗原 成計; 田中 正暁

保全学, 20(3), p.97 - 101, 2021/10

日本原子力研究開発機構が設計してきた先進ナトリウム冷却高速炉(Advanced-SFR)の炉内構造物の下部で発生するサーマルストライピング現象に焦点をあて、A-SFRの上部プレナムを1/3スケール60度セクタでモデル化した試験体を使用し、UIS下部周辺の有意な温度変動に対する対策構造を確認するための水試験を実施してきた。前回の論文では、制御棒チャンネル周辺の温度変動を緩和させるための対策の効果を報告した。本論文では、同じ試験体を使用した水実験を行って、径方向ブランケット燃料集合体周辺の温度変動の特性を取得した。また、炉心計装支持板(CIP)の形状を変更し、径方向ブランケット燃料集合体周辺の温度変動を緩和する効果が高いことを確認した。

論文

Experimental evaluation of wall shear stress in a double contraction nozzle using a water mock-up of a liquid Li target for an intense fusion neutron source

近藤 浩夫*; 金村 卓治*; 朴 昶虎*; 小柳津 誠*; 平川 康; 古川 智弘

Fusion Engineering and Design, 146(Part A), p.285 - 288, 2019/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.7(Nuclear Science & Technology)

核融合中性子源では重陽子ビームターゲットに液体金属リチウムの壁面噴流(Liターゲット)を採用し、Liターゲットは真空中(10$$^{-3}$$Pa)を高速(15m/s)で流れ、重陽子との核反応で中性子を発生させるともにビーム入熱(10MW)を除去する。本研究では、IFMIF/EVEDA工学実証活動で建設した液体リチウム試験ループ(ELTL)の構造健全性評価のため、Liターゲットを生成するノズル内流動場の評価を行った。ターゲットアッセンブリのアクリルモデルおよび作動流体として水を用い、ノズル内の流速分布をレーザードップラー流速計により計測し、せん断応力分布を評価した。結果として、2段縮流ノズルの2段目付近でせん断応力が最大値をとることが明らかになり、この箇所の腐食損傷を調査する必要があることを示した。

論文

Fracture toughness evaluation of reactor pressure vessel steels by master curve method using miniature compact tension specimens

飛田 徹; 西山 裕孝; 大津 拓与; 宇田川 誠; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄

Journal of Pressure Vessel Technology, 137(5), p.051405_1 - 051405_8, 2015/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:43.16(Engineering, Mechanical)

ミニチュアコンパクトテンション(0.16T-CT)試験片のマスターカーブ法による破壊靭性評価への適用性を明らかにするため、0.16インチから1インチまでの板厚・形状の異なる数種類の試験片(0.16T-CT, PCCv, 0.4T-CT, 1T-CT)を用いて破壊靱性試験を行った。不純物含有量、靱性レベルが異なる5種類の原子炉圧力容器鋼に対して、0.16T-CTを用いて評価した破壊靱性参照温度($$T_{o}$$)は、1T-CTその他板厚の試験片と良い一致を示した。また、1インチ相当に補正した0.16T-CT試験片の破壊靭性値のばらつきの大きさ及び負荷速度依存性も同等であった。さらに、0.16T-CT試験片を用いて$$T_{o}$$を評価する場合の最適な試験温度に関し、シャルピー遷移温度を元にした設定法について提案を行った。

論文

Mechanical properties of small size specimens of F82H steel

若井 栄一; 大塚 英男*; 松川 真吾; 古谷 一幸*; 谷川 博康; 岡 桂一朗*; 大貫 惣明*; 山本 敏雄*; 高田 文樹; 實川 資朗

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1077 - 1084, 2006/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:62.29(Nuclear Science & Technology)

微小試験片の試験技術は核融合炉材料の強度特性を調べるために発展しているが、これは特に、IFMIFでは照射スペースが小さくならざるを得ないことに由来している。本研究ではF82H鋼を用いて微小な曲げ試験片(ノッチ部に疲労予亀裂入)であるt/2の1/3PCCVN(pre-cracked Charpy V-Notch)とDFMB(deformation and fracture mini bend)を作製し、これらの曲げ試験片の靭性を評価するための新しい試験装置の開発について紹介する。本装置は約-180$$^{circ}$$Cから300$$^{circ}$$Cまでの範囲で、変位量を高精度に制御して試験できるように設計した。また、室温でこれらの試験片を用いて静的破壊靭性試験を行い、大きめのサイズを持つ0.18DCT試験片の試験結果との比較を行った。加えて、t/2-CVNと1/3CVN及びt/2-1/3CVN片を用いて、衝撃試験によって得られた吸収エネルギーの温度変化から延性脆性遷移温度(DBTT)を評価し、t/2-1/3CVNのDBTTは大きい試験片の場合より約30$$^{circ}$$C低くなる結果を得た。他方、微小引張り試験やスモールパンチ試験による強度とDBTT等の評価も同様に進めた。

論文

Evaluation of in-pile and out-of-pile stress relaxation in 316L stainless steel under uniaxial loading

加治 芳行; 三輪 幸夫; 塚田 隆; 菊地 正彦; 北 智士; 米川 実; 中野 純一; 辻 宏和; 中島 甫

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part1), p.331 - 334, 2002/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:35.53(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子照射と高温水環境の同時作用効果によって生じる照射誘起応力腐食割れ(IASCC)が、軽水炉のみならず水冷却核融合炉の炉内構造材料の主要な関心事の1つとして指摘されている。応力がIASCCのキーファクターの一つであることから、照射条件下で詳細に応力を評価する必要がある。316Lステンレス鋼の引張型試験片を用いた応力緩和試験を288$$^{circ}C$$でJMTRにおいて行ってきている。この論文は、316Lステンレス鋼の引張型試験片の炉内及び炉外応力緩和試験結果についてのべ、おもに曲げ試験片を用いて得られたFosterらの文献データとの比較を行った結果についても述べる。さらに実験結果と永川モデルによる解析結果との比較も行った。

報告書

高温工学に関する先端的基礎研究用HTTR照射試料の温度評価

石原 正博; 馬場 信一; 高橋 常夫*; 相原 純; 柴田 大受; 星屋 泰二

JAERI-Tech 2002-054, 169 Pages, 2002/07

JAERI-Tech-2002-054.pdf:5.93MB

HTTRを用いた高温工学に関する先端的基礎研究としての照射試験は平成15年度に開始される予定である。試験では、照射温度が400$$^{circ}C$$から600$$^{circ}C$$,高速中性子照射量(E$$>$$0.18MeV)が1$$times$$10$$^{21}$$から3$$times$$10$$^{23}$$m$$^{-2}$$を目標としている。照射予定の試験片は、高温半導体SiC試験片,超電導体Bi-2212試験片,耐熱セラミックス系の黒鉛試験片,SiC試験片及びジルコニア試験片である。そこで、熱伝導率の高い黒鉛試験片と熱伝導率の低いジルコニア試験片を評価対象として、キャプセル内に装荷された試験片の温度を解析的に検討した。検討の結果、本キャプセルにより黒鉛試験片では約450$$^{circ}C$$~590$$^{circ}C$$の温度域で照射試験が可能で、かつ試料装荷領域内でほぼ均一の温度条件が達成されること、ジルコニア試験片では450$$^{circ}C$$~600$$^{circ}C$$の温度域で照射試験が可能で、試料装荷領域内の温度差は最大30$$^{circ}C$$程度見積もられること、炉心上部可動反射体領域の照射ではジルコニア試験片も試料装荷領域内の温度差が1$$^{circ}C$$以下と小さくなり、ほぼ均一の照射温度が達成できること等が明らかとなった。

論文

Evaluation of neutron flux and gamma heating for irradiation tests of JMTR

長尾 美春; 板橋 行夫; 小森 芳廣; 新見 素二; 藤木 和男

KAERI/GP-195/2002, p.49 - 55, 2002/00

モンテカルロコードMCNPを用いたJMTRにおける照射場評価手法の検討を行ってきた。これまでに行われた検証の結果、高速中性子束,熱中性子束のMCNP計算値は、フルエンスモニタによる測定値に対して各々$$pm$$10%,$$pm$$30%の精度であった。$$gamma$$加熱率については、試料部の温度で比較した結果、解析値は、測定値に対して-3~+14%で評価できた。以上の結果から、JMTR照射試験においては、中性子束,料部温度において高精度な評価が可能である。

報告書

ベントナイト構成鉱物のアルカリ溶液に対する影響-モンモリロナイト、長石、石英混合実験-

金 善永

JNC TN8400 2001-008, 36 Pages, 2001/03

JNC-TN8400-2001-008.pdf:2.26MB

高レベル放射性廃棄物を地層処分する際に、多くの国では緩衝材としてベントナイトが候補材料として考えられている。特に近年は、地層処分にセメント系材料の使用が考えられている。セメント系材料からの浸出液はpHが高く、Ca、Na、Kなどの濃度が高いために、緩衝材や周辺岩盤を変質させると考えられる。この反応は、処分場が地下深い所に位置する場合、地熱や放射性廃棄物からの熱、圧力、地下水などの反応によって、さらに激しい変質を受けると考えられる。このような場合、緩衝材としての膨潤性、地下水の侵入防止、核種元素の移行遅延などの性能は、低下することが懸念される。今回は、高pH溶液に対する緩衝材構成鉱物間の影響を調べるために、緩衝材の主な構成鉱物であるモンモリロナイト、長石(曹長石)、石英を選定し、これらを一定比率に混合させて、蒸留水やpH11$$sim$$13溶液との反応を調べた。試験温度は50$$sim$$150$$^{circ}C$$であり、反応期間は10$$sim$$200日であった。試験結果、主な2次生成鉱物は方沸石(analcime)であり、温度やpHが高く、反応期間が長いほど、その生成量は多く、粒径も大きくなる傾向を示した。この方沸石の生成量は、X線粉末回折分析手法により定量化を試みた。方沸石の定量化の結果、その生成量は次の順序を示した。モンモリロナイトと長石混合試験$$>$$モンモリロナイト試験$$>$$モンモリロナイトと石英混合試験この他に、走査型電子顕微鏡観察を行った結果、X線粉末回折分析データからは検出できなかった方沸石の結晶が観察された。また、定量化のデータを利用して、各試験においての方沸石の活性化エネルギー(kJ/mol)を求めてみた。・モンモリロナイト試験での方沸石の活性化エネルギー:54.9kJ/mol・モンモリロナイトと長石混合試験での方沸石の活性化エネルギー:51.9kJ/mol・モンモリロナイトと石英混合試験での方沸石の活性化エネルギー:59.6kJ/mol以上の結果より、ベントナイトに珪砂を混合させることや、周辺岩盤や緩衝材中の長石の存在などによる高pH溶液の変質影響を推定できる。

論文

Reconstitution of charpy impact specimens by surface activated joining

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

Small Specimen Test Techniques (ASTM STP 1329), 0, p.484 - 494, 1998/00

表面活性化法をシャルピー衝撃試験片の再生に適用し、各種評価試験に供した。試験片再生に関しては、接合部の溶融領域・熱影響部を狭くすること、照射脆化の回復を防止するために試験片の温度上昇を極力抑えることが必要である。表面活性化法によれば母材を溶融せずに材料を接合できることから、上記の要件に対して、極めて有効な方法である。原子炉圧力容器鋼を用い、接合後の組織観察、再生されたシャルピー衝撃試験及び接合中の温度測定により以下の結論が得られた。(1)最適化された接合条件により、熱影響部の幅は片側1mm以下である。(2)再生されたシャルピー衝撃試験片から延性脆性遷移温度等の評価が可能である。(3)他の一般的な溶接法による試験片再生と比較して、接合中の温度を低く抑えられる。

報告書

Annual report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, Japan Atomic Energy Research Institute, No.28; April 1, 1994$$sim$$March 31, 1995

大阪支所

JAERI-Review 95-015, 67 Pages, 1995/10

JAERI-Review-95-015.pdf:2.01MB

本報告書は、大阪支所において、平成6年度に行われた研究活動をまとめたものである。主な研究題目は、レーザー有機化学反応の研究と放射線加工技術の基礎研究であり、本報告書では以下の研究活動について詳細に述べる。レーザー光による物質変換、レーザー光による高分子の表面化学反応、放射線重合による微細加工、放射線による金属微粒子の合成、線量測定および照射施設の運転・管理。

論文

Wavelength dependence of excimer laser irradiation effects on ethylene-tetrafluoroethylene copolymer

浜田 祐二*; 河西 俊一; 西井 正信; 杉本 俊一*; 山本 忠史*

Japanese Journal of Applied Physics, 33(8), p.4764 - 4768, 1994/08

 被引用回数:9 パーセンタイル:51.11(Physics, Applied)

真空中および空気中において、室温でエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)に3波長のエキシマレーザー光(ArF:193,KrF:248,XeCl:308nm)を照射し、誘起される化学変化を紫外・可視吸光光度法、X線光電子分光法などを用いて調べ、その波長依存性について検討した。その結果、真空中、空気中いずれの雰囲気下でも、ArFレーザー光照射によってETFE中にジエンが生成し、KrF,XeClレーザー光照射では炭化反応が起こることがわかった。このArFレーザー光照射によるジエンの生成はレーザー光強度に比例し、1光子反応で起こり、またKrF、XeClレーザー光照射による炭化反応はレーザー光強度の3~5乗に比例する多光子反応であることがわかった。このようにETFEにおいて、レーザー光照射にともなう光化学反応過程が照射波長依存性を示すことを明らかにした。

報告書

Annual report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, Japan Atomic Energy Research Institute, No.26; April 1, 1992 - March 31, 1993

大阪支所

JAERI-M 94-017, 58 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-017.pdf:1.65MB

本報告書は、大阪支所において、平成4年度に行われた研究活動をまとめたものである。主な研究題目は、エキシマレーザー光照射による高付加価値化合物の合成、高機能性付与のための高分子表面改質、電子線による重合反応、$$gamma$$線による金属微粒子の合成および線量測定の研究などである。

論文

Development of reconstitution technique of charpy impact specimens by surface-activated joining for reactor pressure vessel surveillance

鬼沢 邦雄; 深谷 清; 西山 裕孝; 鈴木 雅秀; 見原 正一郎*; 中村 照美*

IWG-LMNPP-94/9, 0, 12 Pages, 1994/00

原子炉の構造基準では、原子炉圧力容器鋼の照射脆化評価のため監視試験実施が義務付けられている。原子炉の供用期間を延長する場合、監視試験用試験片が不足する可能性があるため、試験済み試験片の再利用、すなわち試験片再生技術の開発は重要課題である。本報では、常温接合技術として試験片再生に有望な表面活性化接合法の適用性を検討した。軽水炉圧力容器鋼を用いた基礎的検討結果から、接合部の硬化領域の幅を3mm以下、接合時に照射温度以上に上昇する領域の幅を6mm以下に抑えることができることがわかった。他の溶接による試験片再生法と比較して、これら接合の影響をより小さくすることができ、より優れた試験片再生法であることが確認できた。

論文

Methods and devices for small specimen testing at the Japan Atomic Energy Research Institute

實川 資朗; 木崎 實; 海野 明; 芝 清之; 菱沼 章道

Small Specimen Test Techniques; ASTM STP 1204, p.289 - 307, 1993/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:98.39

円環状ノッチ付きパンチ試験、スモールパンチ試験、微小引張試験等をホットセル中で行なうための試験装置を開発している。加えてホットセル中で微小試験片を取り扱うためのマイクロマニピュレーター及び微小引張試験片等を製作するための放電加工材の製作も行っている。さらに、各試験法の適用範囲を評価するための試行も行った。スモールパンチ試験から得られる特性値と引張試験結果との相関は、あまり明瞭でなかった。円環状ノッチ付きパンチ試験で得られる脆性延性遷移温度はスモールパンチ試験の結果よりも高く標準シャルピー試験の結果に近かったが、材料依存性には相違も見られた。この違いは、試験片の寸法効果によるものと考えられる。

論文

Development of a miniaturized bulge test(small punch test) for post-irradiation mechanical property evaluation

衛藤 基邦; 高橋 秀明*; 三沢 俊平*; 鈴木 雅秀; 西山 裕孝; 深谷 清; 實川 資朗

Small Specimen Test Techniques; ASTM STP 1204, p.241 - 255, 1993/00

スモールパンチ試験の照射材への適用の妥当性を検討することを目的として、(1)試験法の標準化、(2)SPエネルギーデータの統計的解析手法の確立、(3)低合金鋼等への適用結果の検討の観点からこれまでの成果をまとめた。2~12$$times$$10$$^{23}$$n/m$$^{2}$$(E≧1MeV)、573~673Kなる照射条件で照射されたF-82,F-82H,HT-9,21/4Cr-1Mo鋼について得られた各種SP試験パラメータは、引張強度、耐力、破壊靱性、延性脆性遷移温度と相関々係があることが分かった。その結果、SP試験はフェライト鋼の照射後の特性評価に有効であることが示唆された。

報告書

Annual reports of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, Japan Atomic Energy Research Institute, No.23, 24, 25; April 1, 1989 - March 31, 1992

大阪支所

JAERI-M 92-129, 40 Pages, 1992/09

JAERI-M-92-129.pdf:1.44MB

本報告書は、大阪支所において、平成元年度から3年度までに行なわれた研究活動を、各年度ごとにまとめたものである。主な研究題目は、エキシマーレーザー光照射による有機低分子化合物より高付加価値化合物の合成、高機能付与のための高分子表面改質、$$gamma$$線によるグラフト反応及び難燃材料の開発、放射線による金属カルボニル及び金属塩水溶液からの金属微粒子の合成、化学吸着による多層膜の形成、気体の励起発光、線量測定の研究などである。

論文

高温ガス炉用黒鉛材料の破壊じん性特性

石山 新太郎; 衛藤 基邦

材料, 41(463), p.475 - 481, 1992/04

高温ガス炉用黒鉛IG-110とPGXの破壊靱性試験を行い、下記の結論を得た。(1)電位ポテンシャルの変曲点とノッチ部での巨視き裂の発生時期は等しい。(2)試験片中のき裂の進展は初期で中央部から、後期でその周辺へと進む。(3)リガメント比9/Wは0.4~0.55でJ$$_{IC}$$は一定値となる。(4)クロスヘッド速度が0.005mm/min~0.05mm/minの範囲でJ$$_{IC}$$は一定値となる。(5)試験片板厚がIG-110で10mm以上、PGXで20mm以上でJ$$_{IC}$$値が一定となる。

報告書

Annual report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, Japan Atomic Energy Research Institute, No.22; April, 1988 - March 31, 1989

大阪支所

JAERI-M 91-054, 44 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-054.pdf:1.04MB

本報告書は大阪支所において昭和63年度に行われた研究活動を述べたものである。主な研究題目は、レーザー有機化学反応の研究、電子線照射による重合反応の研究、ポリマーの改質、光化学反応による有機化合物の合成に関する研究、及び線量測定の基礎研究などである。

論文

鉄(III)オキサラト化学光量計によるエキシマレーザーの光量測定(エキシマレーザーの化学的光量測定)

泉 佳伸*; 江間 喜美子*; 山本 忠史*; 河西 俊一; 清水 雄一; 杉本 俊一; 鈴木 伸武

レーザー研究, 19(3), p.247 - 253, 1991/03

高強度紫外光であるエキシマレーザー光の光量測定への鉄(III)オキサラト化学光量計の適用性について検討した。ArF,KrFおよびXeFエキシマレーザー光に対して、パルス当たりの光子数Nは、発色後の光量計溶液の510nmでのパルス当たりの吸光度変化$$Delta$$Aを用いて一次式N=a・$$Delta$$A-bで表せることが分かった。この一次式からのデータのばらつきはArF,KrFおよびXeFエキシマレーザー光についてそれぞれ4.8%,5.2%および1.6%であり、鉄(III)オキサラト化学光量計を利用したエキシマレーザーの光量測定法が精度の高い優れた方法であることを明らかにした。

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